高三物理《带电粒子在磁场中的圆周运动》试题

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1、四.带电粒子在磁场中的圆周运动(上)一.带电粒子在磁场中的圆周运动若带电粒子速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，带电粒子以不变的速度做匀速直线运动．当带电粒子速度方向与磁场垂直时，带电粒子在垂直于磁感应线的平面内做匀速圆周运动．带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力：，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：1.圆周运动的轨道半径带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力是由粒子所受的洛仑兹力提供的，所以由此得到:在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，它的轨道半径跟粒子的运动速率成正比．运动的速率越

2、大，轨道的半径也越大．2.圆周运动的周期可见粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关．粒子在磁场中做匀速圆周运动的三个基本公式：①洛仑兹力提供向心力②轨迹半径③周期（T与r，v无关）PMvvO-q3带电粒子做匀速圆周运动的分析方法（1）圆心的确定如何确定圆心是解决问题的前提，也是解题的关键．首先,应有一个最基本的思路：即圆心一定在与速度方向垂直的直线上．圆心位置的确定通常有两种方法:PMvO-qa.已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如

3、图所示，图中P为入射点，M为出射点)．已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图示，P为入射点，M为出射点)．（2）半径的确定和计算5利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角)．并注意以下两个重要的几何特点：vθθvOAB(偏向角)O′a.粒子速度的偏向角(φ)等于回旋角(α)，并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图)，即．φ=α=2θ=ωtb.相对的弦切角(θ)相等，与相邻的弦切角(θ′)互补，即．θ+θ′=1803.运动时

4、间的确定a.直接根据公式t=s/v或t=α/ω求出运动时间tb.粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间可由下式表示：BvLROyv二.带电粒子在匀强磁场中的偏转⑴穿过矩形磁场区。要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。偏转角由sinθ=L/R求出。侧移由R2=L2-(R-y)2解出。经历时间由得出。rvRvO/O注意，这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点，这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同！⑵穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。偏角

5、可由求出。经历时间由得出。注意：由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。21PMN31.07届12月江苏省丹阳中学试卷9．如图所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中1和2为质子、3为α粒子的径迹．它们在同一平面内沿逆时针方向作匀速圆周运动，三者轨道半径r1＞r2＞r3，并相切于P点．设T、v、a、t分别表示它们作圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则（）A．　　　　　　B．C．　　　　　　D．2.07届12月江苏省丹阳中学试卷18．(16分)如图所示，纸平面内一带电粒

6、子以某一速度做直线运动，一段时间后进入一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域)5，粒子飞出磁场后从上板边缘平行于板面进入两面平行的金属板间，两金属板带等量异种电荷，粒子在两板间经偏转后恰从下板右边缘飞出．已知带电粒子的质量为m，电量为q，其重力不计，粒子进入磁场前的速度方向与带电板成θ＝60°角．匀强磁场的磁感应强度为B，带电板板长为l，板距为d，板间电压为U．试解答：θ(1)上金属板带什么电?(2)粒子刚进入金属板时速度为多大?(3)圆形磁场区域的最小面积为多大?解：3.07学年南京市期末质量调研6．如图是某离子速

7、度选择器的原理示意图，在一半径为的圆形筒内有的匀强磁场，方向平行于轴线。在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔、分别作为入射孔和出射孔。现有一束比荷为的正离子，以不同角度入射，最后有不同速度的离子束射出，其中入射角°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度大小是（）A．　　　　B．　　　　C．　　　　D．4.07年1月苏州市教学调研测试11．电子在匀强磁场中以某固定的正电荷为中心做顺时针方向的匀速圆周运动，如图所示．磁场方向与电子运动平面垂直，磁感应强度为B，电子速率为v，正电荷与电子的带电量均为e，电子质量为m，圆周半径为r，则下列判

8、断中正确的是（）A．如果，则磁感线一定指向纸内B．如果，则电子角速度为C．如果，则电子不能做匀速圆周运动D．如果，则电子角速度可能有两个值BOvvθr5.07年1月海淀区期末练习16．（8分）如图12所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面