高考物理一轮总复习精品课件 第11章 磁场 课时规范练 第4讲 专题提升“平移圆”“放缩圆”“旋转圆”“磁聚焦”和“磁发散”模型 (5).ppt

12345678910解析根据磁聚焦原理,粒子在半径为r0的圆形磁场区域中运动,粒子运动的轨迹半径为r0,有,要使汇聚到O点的粒子经正方形区域内的磁场偏转后宽度变为2r0,且粒子仍沿水平向右射出,作出轨迹如图所示,由几何关系可知粒子的轨迹半径为2r0,正方形中磁场区123456789109.如图所示,水平面内存在垂直纸面向内的圆形匀强磁场,磁场圆心为O1、半径为R,另有一长度为R的水平线状粒子发射源MN,P为MN的中点,O1P连线与MN垂直。在圆形磁场圆心O1右侧2R处竖直放置一个足够大的矩形荧光屏,荧光屏上的AB边与线状粒子源MN垂直,过O1作AB边的垂线,交点恰好为AB的中点O。线状粒子源能沿平行PO1方向发射某种质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子束,带电粒子的速度大小均为v0,已知从MN射出的粒子经磁场偏转后都从F点射出。不计粒子重力和粒子间的相互作用。(1)求匀强磁场磁感应强度B1的大小。(2)以AB边的中点O为坐标原点,沿AB方向建立x轴,求从M点射出的粒子打在荧光屏上的位置坐标。(3)求所有运动带电粒子在磁场中扫过的面积。12345678910解析(1)带电粒子在圆形磁场中运动,根据洛伦兹力提供向心力,有由磁聚焦模型可知,粒子做圆周运动的半径r=R解得圆形磁场的磁感应强度大小12345678910(2)设M点发射的粒子从F点离开磁场时与O1O之间的夹角为θ,如图甲所示,由几何知识可知甲12345678910乙1234567891010.(2024广东湛江模拟)磁聚焦和磁发散技术在许多真空系统中得到了广泛应用,如电子显微镜技术,它的出现为科学研究做出了重大贡献。现有一个磁发散装置,如图所示,在半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,在圆形磁场区域右侧有一方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,电场左边界与圆形磁场右边界相切。在水平地面上放置一个足够长的荧光屏PQ,它与磁场相切于P点。粒子源可以持续地从P点向磁场内发射速率为v、方向不同的带正电同种粒子。经观测,有一粒子a以竖直向上的初速度射入磁场,该粒子经磁场偏转后恰好以水平方向离开磁场,然后进入电场区域。粒子b进入磁场的速度方向与粒子a的速度方向夹角为θ(未知),进入磁场后,粒子b的运动轨迹恰好能通过圆形磁场的圆心O,最终也进入电场区域。已知电场强度和磁感应强度的关系满足E=Bv,不计粒子重力及粒子间相互作用。求:12345678910(1)粒子的比荷;(2)粒子b与粒子a的夹角θ和b粒子打在荧光屏上的亮点到P点的距离x;(3)入射方向与荧光屏所在平面成60°~120°区间范围内的粒子,最终打到荧光屏上形成的亮线长度。1234567891012345678910(2)画出粒子b的运动轨迹,如图甲所示根据几何关系可知POQO构成一个边长为R的菱形,则θ=30°由于QO∥OP,b粒子经过Q点的速度方向与QO垂直,所以粒子b进入电场的方向也沿水平方向。b粒子进入电场中做类平抛运动,有甲12345678910(3)入射方向与P点右侧荧光屏成60°的粒子,在磁场和电场中的运动轨迹如图乙所示由几何关系可知,粒子进入电场时距离荧光屏的距离为h=0.5R进入电场后,粒子做类平抛运动,有解得x=R所以该粒子打到荧光屏的位置距离P点的距离为2R,根据(2)可知,入射方向与P点左侧荧光屏成60°的粒子,打到荧光屏的位置距离P点的距离为(+1)R,所以入射方向与荧光屏所在平面成60°~120°区间范围内的粒子,最终打到荧光屏上形成的亮线长度为d=(+1)R-2R=(-1)R。乙本课结束第4讲专题提升“平移圆”“放缩圆”“旋转圆”“磁聚焦”和“磁发散”模型12345678910基础对点练题组一“动态圆”模型1.(多选)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q、速度不同的粒子,从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场,不计粒子间的相互作用和重力,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是()A.射出粒子带正电B.射出粒子的最大速度为C.保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最