磁场典型例题分析

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1、专题九　磁　场例1．(2013·高考新课标全国卷Ⅰ)如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)()2．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁

2、场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为()A.B.C.D.3．(2013·高考大纲全国卷)如图所示，虚线OL与y轴的夹角为θ＝60°，在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子从左侧平行于x轴射入磁场，入射点为M.粒子在磁场中运动的轨道半径为R.粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点(图中未画出)，且＝R.不计重力．求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间．4．(2013·高考天津卷)一圆筒的横截面如图所示

3、，其圆心为O.筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷．质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中．粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求：(1)M、N间电场强度E的大小；(2)圆筒的半径R；(3)保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移d，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放，粒子自进入圆

4、筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n.第2讲　带电粒子在复合场中的运动一、带电粒子在复合场中的运动规律1．两种场模型(1)组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠的情况．(2)复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域的情况．2．三种场的特点力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg②方向：竖直向下①重力做功与路径无关②重力做功改变物体重力势能静电场①大小：F＝Eq②方向：a.正电荷受力方向与电场强度方向相同；b.负电荷受力方向与电场强度方向相反①

5、电场力做功与路径无关②W＝qU③电场力做功改变电势能磁场①洛伦兹力f＝qvB②方向符合左手定则洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能3.四种常见运动形式运动形式受力实质规律选用匀速直线运动F合＝0平衡条件匀变速运动直线F合＝恒量F合与v共线牛顿定律，也可用动能定理、动量定理曲线F合与v不共线可分解为直线运动处理，也可直接用功能关系运动形式受力实质规律选用匀速圆周运动F合＝Fn大小一定，方向总指向圆心，切向合力为0，法向合力为Fn牛顿定律一般圆周运动F合一般不是向心力，但法向合力为Fn牛顿定律分析某点受力，动能

6、定理分析过程中功、能转化关系一般曲线运动F合≠0，指向曲线凹侧动能定理、能的转化守恒注意：①微观粒子(如电子、质子、离子)一般都不计重力；②对带电小球、液滴、金属块等实际的物体没有特殊交代时，应当考虑其重力；③对未知名的、题中又未明确交代的带电粒子，是否考虑其重力，则应根据题给的物理过程及隐含条件具体分析后作出符合实际的决定．三、带电粒子在复合场中运动的处理方法1．当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解；当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求

7、解．当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．2．由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，往往出现临界问题，此时应以题目中出现的“恰恰”、“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口挖掘隐含条件，分析可能的情况，必要时可画出几个不同情况下的轨迹，再根据临界条件列出辅助方程，最后与其他方程联立求解．3．带电粒子在交变电场或磁场中的运动情况比较复杂，其运动情况不仅与场变化的规律有关，还与粒子进入场的时刻有关，一定要从粒子的受力情况入手，分析清楚粒子在不同时间间隔内的运动

8、情况．若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间，则在粒子穿越电场的过程中，电场可作匀强电场处理．热点题型示例带电粒子在“组合场”中的运动热点一1．“组合场”的特点组合场是指电场与磁场同时存在，但各位于一定的区域内且并不重叠的情况．带电粒子在一个场中只受一个场力的作用．2．“组合场”问题的处理方法对于带电粒子在分区域的电场、磁场中的运动，处理办法最简单的就是进行分段处理，关键是要注意在两种区域的交界处的边界问题