带电粒子在磁场中运动答案.docVIP

带电粒子在磁场中的运动1 1 C 2 B 3C 4C 5ACD 6 C 7 BD 8 AC 9 B 10 A 11 D 12D 13 BD 14答案 15答案 （1）2.6 cm （2）17.3 cm （3）7.3×10-7 s 16答案 ≤ AC间距A点（2-3）a～a的范围 17答案 带电粒子在磁场中的运动2 1答案 （1）负电 （2） 2答案 （1）4.19×10-6 s （2）2 m 3。? 4（1）依题意，粒子经电场加速射入磁场时的速度为v 由?? （2分）??? 得?? 1分 粒子在磁场中做匀速圆周运动其圆心在E点，如图所示，半径 ? 2分 由洛仑兹力提供向心力： （1分）??? 由式得： （2分） （2）粒子速率恒定，从进入磁场到第一次打到ED板的圆周轨迹到EC边相切时，路程最长，运动时间最长。如图，设 圆周半径为r2 由图中几何关系： （4分）得： （2分）??? 最长时间?? （4分） 由式得： （2分） 6、由于粒子带正电，磁场力使它在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动。（2分）若轨道半径为R，由牛顿第二定律有 （3分）得 （2分）由 由图知，圆轨迹在图中N左侧与左侧与相切于P；点，就是粒子能打中的械侧最远点。由图中几何关系得 （3分）右侧直径端点与的交点是圆轨迹上距S最远点，即粒子在右侧能打开的最远点，由图中几何关系得 （3分）因此，打中的区域的长度为 （2分） 解： （1）电、磁场都存在时，只有电场力对带电粒子做功，由动能定理 （3分） 得? （3分） （2）由牛顿第二定律 （2分） 如答图2，由几何关系粒子运动轨迹的圆心和半径R，则 （2分） 联立得磁感应强度大小? （2分） 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期? （2分） 由几何关系确定粒子在磁场中运动的时间? （1分） 由式，得 （1分） （3）如答图3，为使粒子射出，则粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最大内切圆半径，该半径为 （2分） ?由，得磁感应强度应小于? （2分） 、设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A4点射出，用B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场区磁感应强度、轨道半径和周期 设圆形区域的半径为r，如图所示，已知带电粒子过圆心且垂直A3A4进入区磁场，连接A1A2，A1OA2为等边三角形，A2为带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心，其半径 圆心角，带电粒子在区磁场中运动的时间为 带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心在OA4的中点，即R r 在区磁场中运动时间为 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间 由以上各式可得　， 解：对于y轴上的光屏亮线范围的临界条件如图1所示：带电粒子的轨迹和x a相切，此时r a，y轴上的最高点为y 2r 2a? 对于 x轴上光屏亮线范围的临界条件如图2所示：左边界的极限情况还是和x a相切，此刻，带电粒子在右边的轨迹是个圆，由几何知识得到在x轴上的坐标为x 2a;速度最大的粒子是如图2中的实线，又两段圆弧组成，圆心分别是c和c’? 由对称性得到 c’在 x轴上， 设在左右两部分磁场中运动时间分别为t1和t2,满足 解得 由数学关系得到：； 代入数据得到： 所以在x 轴上的范围是 ABD 2AB 3D 4小环沿棒开始下滑的一段时间内竖直方向上 mg-Fμ ma 水平方向上 Bqv+FN Eq Fμ μFN ③显然，a不断增大，而 μ的增大使FN和Fμ都减小.故当FN 0时，amax g之后，FN将反向增大，方程变为Bqv Eq+FN 这时v增大使FN和Fμ增大，a减小，直到a 0时，v达到最大值，之后小环沿棒匀速运动.令式中a 0，将式代入式解方程得vmax 5（1）如图所示， 当带电粒子的轨迹与OC边相切时为临界状态，则有： 解得：R 0.1m 当时，粒子从OA边射出。 电加速 磁场中 解得：U≤125V （2）带电粒子在磁场做圆周运动的周期为 当粒子从OA边射出时，粒子在磁场中恰好运动了半个周期 6（1）设粒子过N点时速度v，有＝cosθ　所以，v＝2v0 （2）粒子在磁场中以O/为圆做匀速圆周运动，半径为O/N，有qvB＝?? r＝ （3）由几何关系得ON＝rsinθ 粒子在电场中运动的时间t1，有ON＝v0t1 t1＝ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：T＝　　 设粒子在磁场中运动的时间t2，有t2＝ 得： t2＝ 粒子从M点运动到P点的总时间t ＝t1＋t2 将t1．t2 代入得：t ＝　　　（1）质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律， 　　得质子做匀速圆周运动的半径为； 　　（2）由于质子的初速度方向与x轴正方向夹角为30°，且? ?半