高考物理 带电粒子在磁场中的运动

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1、带电粒子在磁场中的运动1、洛伦兹力的大小F＝qvB(v与B垂直)．2、洛伦兹力的方向www.ks5u.com用左手定则判定，注意四指指向正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向．3、洛伦兹力对运动电荷不做功4、分析带电粒子在磁场中的运动情况(1)、确定是否考虑重力时，要看题目中是否有隐含条件或要求；(2)、对粒子或带电体的受力分析要全面准确，要注意到洛伦兹力不做功的特点，选用力学规律(平衡条件，牛顿定律，动量守恒定律，动量定理，动能定理，能量守恒定律等)求解．例1：在圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，一群速率不同的正离子自M点沿半径方向射入磁场区域，如图所示，已知该离子束在磁场中发生

2、偏转的最大角度为106°，圆形磁场区域的半径为R，正离子的质量都是m，电荷量都为q，不计重力，则该正离子束的速率范围是多少?例2：假设有这样一个磁场以XY平面为理想分界面，在Z平面存在着如图所示的磁场，磁场方向跟X轴平行，且B1＞B2，今有一个不计重力，质量为m，带电量为q的α粒子，从原点O以初速度V0开始运动，V0的方向与+Z方向一致。求此粒子开始运动后第三次经过Y轴的位置和时间。例3：空间中存在着以X=0平面为理想分界的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感强度为B1和B2，且B1：B2=4：3，方向如图所示，现在原点O处有带等量异号电荷的两带电粒子a、b，分别以大小相等的水平初动量沿

3、X轴正方向和负方向同时射入两磁场中，且a粒子带正电，b粒子带负电。若a粒子在第4次经过Y轴时，恰好与b粒子相遇，试求a粒子和b粒子的质量之比ma：mb（不计粒子a和b的重力）。例4：如图(a)为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外，大小可调节的均匀磁场，质量为m，电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速，每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变。(1)、设t=0时粒子静止在A板小孔处，在

4、电场作用下加速，并绕行第一圈，求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En。(2)、为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn。(3)、求粒子绕行n圈所需的总时间tn。(设极板间距远小于R)。(4)、在(b)图中，画出A板电势u与时间t的关系(从t＝0起画到粒子第四次离开B板时即可。)(5)、在粒子绕行的整个过程中，A板电势是否可始终保持为+U?为什么?