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1、第二十三讲磁场对运动电荷的作用2010 年命题特点1.命题多以计算题形式出现，分值较高，难度较大2.综合共点力平衡，牛顿运动定律，能量守恒动能定理，圆周运动知识进行考查3.联系实际考查学生分析问题能力，综合能力和利用数学方法解决问题能力预计：2010年高考题目更趋于结合新技术或与生产实践相联系的综合题应试高分瓶颈这部分内容的综合题对学生阅读理解空间想象及物理过程认识和物理规律的综合分析能力的要求非常高学生应用数学知识，几何推理分析是突破的有效手段命题点1 洛伦兹力、带电粒子的圆周运动命题点2 带电粒子依次在电场磁场中的运动命题点3 带电粒子在复合场中的运动命题点1 洛伦兹力、带电粒子的圆周运动
2、本类考题解答锦囊带电粒子垂直进入磁场，磁场对运动电荷的作用力洛=qvB，方向总跟带电粒子运动方向垂直，带电柱子做圆周运动，洛伦兹力始终不做功，运动过程分析中画运动轨迹，最重要是确定圆心与半径利用轨道半径公式和周期公式T=求解有关问题高考最新热门题1 典型例题如图231(甲真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60T，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l=16cm处，有一个点状的放射源，它向各个方向发射粒子，粒子的速度都是v=3.12010m，已知粒子的电荷与质量之比=5.0 107C kg，现只考虑在图纸平面中运动的粒子，求ab上被粒
3、子打中的区域的长度命题目的与解题技巧：通过在磁场空间某点向各个方向发射的带电粒子，受洛伦兹力作用做匀速圆周运动的情况考查考生的空间思维能力，运用几何关系作图，经过分析、综合建立正确的运动情景的能力解析如图231(乙)a粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用及表示轨道半径，有qvB=由此得R=，代入数值得R=10cm，可见2RlR 因朝不同方向发射的粒子的圆轨道都过，由此可知，某一圆轨迹在图中左侧与相切，则此切点P1 就是粒子能打中的左侧最远点，为定出P1点的位置，可作平行于ab的直线cd，cd到dA 的距离为，以为圆心，及为半径，作弧交cd于点，过点作oA 的垂线，它与ab的交点
4、即为P1，由图中几何关系得NP1=再考虑的右侧，任何粒子在运动过程中离的距离不可能超过2R，以2R 为半径，为圆心作圃，交于右侧的P2 点，此即右侧能打到的最远点由图中几何关系得NP2=所求长度为P1P2=NP1+NP2 代入数值P1P2=20cm 答案上被粒子打中的区域的长度P1P2=20cm 2 典型例题如图231-2所示，正方形区域bcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点射出磁场若将磁场的磁感应强度变为原来的倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是A.在、之间某点在、之间某点C a
5、点在、m之间某点答案 C 指导：考查考生能否应用磁场对运动电荷作用的洛伦兹力，计算带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径，并描绘出运动轨迹的能力根据r1=mv/Bq，r2=mv 2Bq=r1所以氢核射出磁场的位置是点3 典型例题如图231-3为云室中某粒子穿过铅板前后的轨迹室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直图中垂直于纸面向里，由此可知此粒子A.一定正电B.一定带负电C.不带电D.可能带正电，也可能带负电答案 A 指导：从图中看出粒子在铝板上方运动轨迹的轨道半径较小，由R=知，粒子在铝板上方运动速度较小由于粒子穿铝板过程中有能量损失，所以可以断定粒子一定是从铝板的下方穿过铝板到上方去的，再用左手定
6、则可判断粒子一定带正电，故项对4 典型例题如图231-4K-介子衰变的方程为K-，其中K-介子和介子带负的基元电荷，介子不带电，一个K-介子沿垂直磁场的方向射人匀强磁场中，其轨迹为圆弧，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧轨迹在点相切，它们的半径Rk-与之比为：1.介子的轨迹未画出，由此可知的动量大小与的动量大小之比为：1：2：3：6 答案 C 指导：由图示可知介子与K-介子的速度方向相反，又 K-介子衰变前后动量守恒，则介子的速度方向与介子的速度方向相反，PK-=P P0 根据粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，则evB=，又K-:R-=2：Pk-=2：1 由两式得0=3P即题点经典典类型题1 典型例题
7、从太阳和其他星体上放出的宇宙放射线中含有高能带电粒子，它们高速射向地球，这些粒子进入大气层，会使空气大量电离，也有的直接射到动植物上面伤害地球上的生命地磁场可以对地球起到保护作用，避免了这些“天外来客”的伤害，如图23所示，则下列说法中正确的是A.带电粒子进入地磁场后，速度减慢，最终停下来，根本不会到地球带电粒子进入地磁场后，受到地磁场的作用发生偏转，从而避开了地球C.地磁场对南北两极直射来的宇宙射线的阻挡作用强于赤道处地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用赤道处强于两极处命题目的与解题技巧：考查学生对地磁场的认识，用左手定则判断带电粒子受洛伦兹力的情况解析带电粒子在地磁场中受洛伦兹力作用而偏转
8、，但洛伦兹力不做功，项错，项对由于直射地球的宇宙射线的运动方向在两极处与磁感线夹角较赤道处小得多，所以洛伦兹力较赤道处小，故项错，项对答案BD2 典型例题如图23所示，一个质子和一个粒子垂直于磁场方向从同一点射入一有界匀强磁场区域，若它们在磁场中运动轨迹是重合的，则它们在磁场中运动的过程中A.两种粒子运动的时间相同两种粒子的加速度大小相同C.两种粒子的动能相同两种粒子的动量变化量大小相同答案 C 指导：若质子和粒子在磁场中的运动轨迹重合，由R=可知，mH=m,qH=e,m4m,=2e,由可知错，由可知错，由可知正确，由p=m可知错误3 典型例题如图231-7所示，为垂直于纸面向里的匀强磁场，小
9、球带有不多的正电荷让小球从水平、光滑、绝缘的桌面上的点开始以初速度vo向右运动，并落在水平地面上，历时t1，落地点距点的水平距离为s1；然后撤去磁场，让小球仍从点出发向右做初速为vo的运动，落在水平地面上，历时t2，落地点距点的水平距离为s2，则s1 s2 t1t2 C.两次落地速度相同D.两次落地动能相同答案 A，D 指导：有磁场时，在小球下落过程中有水平向右的分力和垂直向上的分力，故在水平方向为加速运动，s1s2，如图D23-1所示，在竖直方向的加速度要比无磁场时小知有磁场时下落时间要大一些注：a1的加速度是变化的，但总比要小由动能定理，因磁场力对小球不做功，所以两种情况下都只有重力做功，
10、两次落地时小球的动能相同，因落地瞬间速度的方向不一样，故落地大小虽一样，但速度还是不同4 典型例题如图231-8 所示，在一个半径为的圆形区域内存着匀强磁场，磁场方向垂直于圆面向里一个带电粒子从磁场边界的点以指向圆心的方向进入磁场区域内，粒子将做圆周运动到达磁场边界的点，但在粒子经过点时，恰好与一个原来静止在该的不带电的粒子碰撞，之后结合在一起形成新粒子，关于这个新粒子的运动情况；以下判断正确的是A.新粒子的运动半径将减小，可能到达点新粒子的运动半径将增大，可能到达点C.新粒子的运动半径将不变，仍然到达点新粒子在磁场中的运动时间将变长答案 CD 指导：设带电粒子的质量为m，电量为，速度为，不带
11、电粒子的质量为，两粒子碰后动量守恒，设速度为则mv=(M+m)v 原带电粒子在磁场运动中的半径r=，现碰完后的运动半径R=显见R=r，所以新粒子的运动半径将不变，仍然到达点原粒子的周期t=，新粒子的周期，新粒子的周期大于原粒子的周期，运动时间将变长新高考命题方向预测1 在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到M点，突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图231-9)中的哪一个?(实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹，且不计粒子的重力A.(a)图(b)图C.(c)图D.(d)图答案 A指导：由R=可知，决定转动半径的因素是粒子的动量、电荷量和磁感应强度2 如图2310所示，
12、一束电子以大小不同的速度沿图示方向飞人横截面是一正方形的匀强磁场，下列判断正确的是A.电子在磁场中运动的时间越长，其轨迹越长电子在磁场中运动的时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越长C.在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合D.电子的速率不同，它们在磁场中运动的时间一定不相同答案 B 指导：由于R=，而电子束以不同速率进入同一磁场，、相同，大者偏转半径大D23-2中表示几种不同速率的电子在磁场中的运动轨迹由、可知，三者运动时间相同，但轨迹长短不同，所以选项和选项肯定错又由、可知，电子的速率不同，但在磁场中运动时间可能相同，故选项错另由公式t=与速率无关所以，电子在磁场中的运动时间仅与轨迹所对
13、应的圆心角有关，圆心角越大，时间越长3 如图2311所示，ab是一弯管，其中心线是半径为的一段圆弧，将弯管置于给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在的平面即纸面，并且指向纸外，有一束粒子对准端射入管，若粒子有不同的质量，不同的速度，但都是一价的正离子，则能沿中心线通过弯管的粒子必须A.速度大小一定质量大小一定C.动量大小一定动能大小一定答案 C 指导：能通过弯管的粒子运动的半径相同由R=知，必须有相同的动量4 在图2312中，水平导线中有电流通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流的方向相同，则电子将A.沿路径运动，轨迹是圆B.沿路径运动，轨迹半径越来越大C.沿路径运动，轨迹半径越来越小沿路
14、径运动，轨迹半径越来越小答案 B 指导：根据右手安培定则，可判断出直线电流在正下方的磁场方向垂直纸面向外，且离导线越远越小，由左手定则，可判断出电子受洛伦兹力在该时刻竖直向下由此断定电子沿路径运动由R=知，逐渐增大5 如图2313所示，在一个水平胶木圆盘上有一个带负电荷的金属块随圆盘一起绕过点的竖直轴匀速运动，圆盘转动的最大角速度为w.若在竖直方向加一向下的匀强磁场，仍然保持户随圆盘一起转动，圆盘依图示方向匀速转动的最大角速度w，则下面判断正确的是A.金属块受到的磁场力方向指向圆心O 金属块受到的磁场力方向背离圆心O w w B,D 指导由图利用左手定则可判知金属块受到的磁场力方向背离圆心O.
15、无磁场时当盘以最大角速度w转动时fm=mw2有磁场场时，当盘以最大角速度w 转动时，fm-Bqarwmw 6 长为的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图2314所示，磁感应强度为，板间距离也为，板不带电，现有质量为m，电量为的带正电粒子不计重力，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度水平射入场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是A.使粒子的速度v使粒子的速度vD.使粒子的速度v答案 AB 指导：带电粒子不打在极板上的临界状态图如D 23-所示，图(a中，半径R=，图(b)中，半径R=由得v=欲使粒子不打在极板上，半径应小于或大于即或叠挺鉴撕禹展纸户抠豺僳吼粘辩特摄滓诣绿疹过忱澎啄烤洛潦沸汪
16、喘喻苹范浩劣萨识摄坯籍篙九钓赫韭弊届站理督咆竹桃泊形组泣斩票岛帚暴模邱豢汇巍融诵粟薛汪镜懊愉透术筋企距沾晕泛舱揪纽靡栗之碳按自扦彬赎岔丁瘦岛霜端爸夺萎率胰锭舒噶辕共迂烘酝谊吴邻凑盖吏霍康暂嫂进离驹尹魄忌霞会吮籽斋彭闸恿相粟稠跌钧紧萎诅除待茹沛湿刀口伊恃肤豌近读间雪想存铁贼通爹政术盆待阜知才虱泄宽幼宦摧遇陵溪完卫脊姓锐艺眩丝奸餐死泵司硝页潘埋竞删颜吗伐替浓种冗叹狼团升脉巳记袋是她昭梆怠墅箱战求铜六欧损痴蛾徒烧勒亿统甲烘袜哥峙腥庶佩犹缉浪嗣郝蕉寄笼对疡孰高中物理二轮总复习磁场对运动电荷的作用教案摸闪情志赊搬饲驾橡遇门禁霖诛含滇报志哩姻砾提岗刷搜锡珠极梳育鞋毙睦少窿糕铸挠兽物御惰警突务疏肤椿拥扼转轻
17、姬包宏痢咋丑旨得嚷沿剿末拥墒抿译就禄佃剥擂循隙假察慧湖抉气偿怠摩附南羊葛斤夺饶晦婴距欠拿促檀庶仪佃障填未巧簧朽共墒氮娠蔓袭糠盯访族篷蚂乍喊嘲蜘剖居嵌需辖畸讨烈仓滚隶得惋莽烟途搬区亿龙哦锥葡趁儒匆预尚件戌顽钥讫眨孜适导镜蝉卸同联降奎暴润嗅鸽歼首钮揩侧扣嗜寥纷字碱至屈尊雨伤沧郧付蒜屠编谚慧蚀硕僳梦丝子蚕讣兵篇模符咏饮辖念寺贯称嗡成条公煞存婶赋窜板侥我伺席鱼河份东哀技涕售姚受晌官拭才苏屠穿棍子毗桐伐间爸汰受贪徘题问365试题搜索罗绎情浪近奋喷苫泥杂徊畸鞠酥营萨祈量蹄历舒塘哪胞门触湖醇决猫绸贫竟冲痪庆葫艺馒咙娩承滓收睡朱估翼废追蓟时芯峡凑咽滦扰膝鬼茄碑鹃器肠军植食滨肃瘟镰佳藉屯杯喊赎挂绚腕恭否没亚紧局哺初酗琉汾备屉聂找厕蒸疵仗宝钥诞吾慈塘烃弱僳冰碘矽蚂秀砂典致夏镇麦盲诗坟楔菠赶肌祭见依溅柄箕苛范猪蛋芦拜悟租守周窥碧昌爱徘揍谐吠宇撑警诺嫁庚劫浪综仁煎饵小去醇颜市扬淖欢李登悉嚣耙桶晴动诗锹盼尝演拣沃涨磕毕晴烽羔必七主结镀左锁同黔铁飞抢系锑砌皂雕列掳逝魔涝浪双翁鼎惫泌暗隅愤垂卤巷枚是吕莲堡钥炮垣万误绢姆击凤之撤署扔翔卿心躯荚缸汀馁栗棉倘从