高三物理《带电粒子在匀强磁场中的运动》课件6（20张）（新人教版选修3-1）.pptVIP

* * * * * * * * * 3.6 带电粒子在匀强磁  场中的运动(上） 例题 有三束粒子,它们分别是质子(P)、氚核( )、和粒子α如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面向里）．在图中，哪个正确表示这三束粒子的运动轨迹[ 　　]？ 例题 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量都相等的正负离子，从o点以相同速度射入磁场中，射入方向与边界成θ角。若不计重力，则正负离子在磁场中 A. 运动时间相同 B. 运动轨道半径相同 C. 重新回到边界时速 度的大小和方向相同 D. 重新回到边界点 的位置到o点的距离相同 例题 设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示.已知一离子在电场力和洛伦兹力作用下，从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点为最低点.若不计重力，以下说法正确的是( ) A.离子必带正电荷 B.A点和B点位于同一高度 C.离子在C点时速度最大 D.离子到B点后，将沿曲线 返回A点 例题 如图所示，图中虚线所围区域存在水平方向的匀强磁场和匀强电场，且电场和磁场互相垂直。一质量为m、带电为q的小球，从磁场区上方由静止开始自由下落，则小球通过场区时 A. 有可能做匀速直线运动 B. 有可能做匀速圆周运动 C. 有可能做类似平抛运动 D. 一定做曲线运动 分析 思路分析与解答：小球开始做自由落体运动，进入场区时受电场力和磁场力及重力作用，重力、电场力大小方向确定（分别沿竖直和水平方向），重力的作用将使速度大小变化，电场力的作用不仅改变速度大小，而且改变速度方向。洛仑兹力方向与速度垂直，其大小方向都将随速度的改变而改变。所以粒子在场中不可能做匀变速运动，更不可能匀速运动，也不可能做匀速圆周运动。 本题D正确。 在洛仑兹力参与下的运动，只要有任何因素使速度发生变化，洛仑兹力一定要变化，质点就不可能做匀变速运动。 例题 如图所示为电视机显像管及其偏转线圈(L)的示意图，如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因引起的? ( ) A.电子枪发射能力减弱，电子数减少 B.加速电场的电压过高，电子速率偏大 C.偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少 D.偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱 例题 如图所示，绝缘丝线下悬挂一个带正电的小球，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，沿圆弧 摆动，不计空气阻力，A、B分别为摆球左、右所能达到的最高点，O为平衡位置．比较摆球A→O过程和B→O过程中，下列说法中正确的是：（　） A．摆动时间 B．最低点的速率　 C．摆过最低点时线的张力 D．左、右两个摆角 例题 如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外、有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子． [ 　　] A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 B．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C．只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 D．只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 例题 在 M、 N两条长直导线所在的平面内，一带电粒子的运动轨迹，如图所示．已知两条导线M、N只有一条中有恒定电流，另一条导线中无电流，关于电流、电流方向和粒子带电情况及运动方向，可能是 A．M中通有自上而下的恒定电流， 带正电的粒子从b点向a点运动． B．M中通有自上而下的恒定电流， 带负电的粒子从a点向b点运动 C．N中通有自下而上的恒定电流， 带正电的粒子从b点向a点运动 D．N中通有自下而上的恒定电流， 带负电的粒子从a点向b点运动 分析 分析 两根直线电流在周围空间产生的磁场为非匀强磁场，靠近导线处磁场强，远离导线处磁场弱．所以带电粒子在该磁场中不做匀速圆周运动，而是复杂曲线运动．因为带电粒子在运动中始终只受到洛仑兹力作用，所以可以定性使用圆运动半径规律R=mv/ Bq．由该规律知，磁场越强处，曲率半径越小，曲线越弯曲；反之，曲线弯曲程度越小． 解：选项A、B正确． 小结：这是一道带电粒子在非匀强磁场中运动的问题，这时粒子做复杂曲线运动，不再是匀速圆周运动．但在定性解决这类问题时可使用前面所分析的半径公式．洛仑兹力永远不做功仍成立． 例题 图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线，在平面右侧的半空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，O是MN上的 一点，从O点可以向磁场区域发射 电量为＋q ,质量为m，速率为v的 粒子，粒子射入磁场时的速度可为