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1、磁场对运动电荷的作用1.(多项选择)一质量为m,电荷量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动,假设磁场方向垂直于它的运动平面,且作用于负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍,那么负电荷做圆周运动的角速度可能是() A.B.C.D.【解析】选A、C。依题中条件“磁场方向垂直于它的运动平面,磁场方向有两种可能,且这两种可能方向相反。在方向相反的两个匀强磁场中,由左手定那么可知负电荷所受的洛伦兹力的方向也是相反的。当负电荷所受的洛伦兹力与电场力方向相同时,根据牛顿第二定律可知4Bqv=m,得v=,此种情况下,负电荷运动的角速度为=;当负电荷所受的洛伦兹力与电场
2、力方向相反时,有2Bqv=m,v=,此种情况下,负电荷运动的角速度为=。应选A、C。2.(2022江苏高考)如下图,匀强磁场的磁感应强度大小为B。磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N,MN=L,粒子打到板上时会被反弹(碰撞时间极短),反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定,可以从左边界的不同位置水平射入磁场,在磁场中做圆周运动的半径为d,且dL,粒子重力不计,电荷量保持不变。(1)求粒子运动速度的大小v;(2)欲使粒子从磁场右边界射出,求入射点到M的最大距离dm;(3)从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场,PM=d,QN=
3、,求粒子从P到Q的运动时间t。【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,有:qvB=m,解得:R=由题可得:R=d解得v=。(2)如下图,粒子碰撞薄板后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切,由几何关系得dm=d(1+sin60)解得dm=d(3)粒子的运动周期T=设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t,那么t=n+t(n=1,3,5)A.当L=nd+(1-)d(n=1,3,5)时,粒子斜向上射出磁场t=T,解得t=(+)B.当L=nd+(1+)d(n=1,3,5)时,粒子斜向下射出磁场t=T,解得t=(-)答案: (1)(2)d(3)A.当L=nd+(1-)d(n=1,3,5)时,t=(+)B.当L=nd+(1+)d(n=1,3,5)时,t=(-)