第五章复习-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（沪科版上海选择性必修第二册 ）

第五章复习 自学主题：第五章复习 自学目标： 1． 会判断洛伦兹力的方向、会计算大小． 2． 会确定带电粒子做圆周运动的圆心、轨迹，会求半径、周期，时间． 3． 会解决带电粒子在相连的电场、磁场中运动问题．会解决带电粒子在相交的电场、磁场中运动的问题． 4． 会处理质谱仪、回旋加速器等问题． 兴趣起航 大型强子对撞机，最新突破性发现：由四个夸克组成的未知新粒子！ 乐学善思 - 知识探索 - 一．安培力的性质及带电粒子在匀强磁场中的运动 1． 洛伦兹力的方向：用左手定则判定． 2． 洛伦兹力的大小：若与垂直，则；若，则． 3． 洛伦兹力对带电粒子不做功． 4． 轨道半径，运动周期，运动时间． 5． 解题步骤 （1） 分析清楚磁场的方向 （2） 分析清楚带电粒子的正负 （3） 用左手定则判断洛伦兹力的方向 （4） 根据受力情况画出运动轨迹，找到圆心 （5） 根据几何知识求出半径。 6． 圆心的确定 （1） 意义:做出粒子在磁场中的运动轨迹 （2） 方法：若知道粒子一个速度方向则圆心可大致确定；若知道粒子的两个速度方向，圆心可精确确定；圆心必在与粒子速度方向垂直的直线上 7． 半径的确定和计算：圆心确定以后，利用平面几何关系，求出该圆的半径． （1） 由物理方法确定：R＝； （2） 由几何方法：大多数情景下求半径都是用数学方法 ①难点：建立合适的直角三角形（包含半径或者半径相关） ②操作：给边给角--三角函数边角关系给边无角--勾股定理 ③剩余步骤：求出半径后，利用半径公式求解m，v，B，q，m/q，P，Ek等物理量 8． 在磁场中运动时间的确定：用几何关系求出运动轨迹所对应的圆心角，由公式求出粒子在磁场中运动的时间． 9． 粒子从同一规则边界进出磁场，速度与边界夹角不变（适用于直线型边界和圆形边界）． - 错题精讲 - 1，带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是（ ）． A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关 D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 2，一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）． A．此空间一定不存在磁场 B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场 C．此空间可能有磁场 ，方向与电子速度垂直 D．以上说法都不对 3，质子和粒子以相同的动能垂直于磁场方向射入同一匀强磁场，它们的运动轨迹半径之比，运动周期之比． 4，如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，MM`和NN`是磁场左右的两条边界线.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入.要使粒子不能从右边界NN`射出，求粒子入射速率的最大值为多少？ 5，一质量为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，若磁场方向垂直于它的运动平面，且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍，则负电荷做圆周运动的角速度可能是（不计重力）（ ） A. B. C. D. 6，长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，板不带电.现有质量为m、电荷量为q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磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（ ） A.使粒子的速度 B.使粒子的速度 C.使粒子的速度 D.使粒子的速度 7，如图所示，在空间中有一坐标系xOy，其第一象限内充满着两个匀强磁场a和b，OP为分界线，在磁场a中，磁感应强度为2B，方向垂直于纸面向里；在磁场b中，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，P点坐标为（4l，3l）.一质量为m、电荷量为q带正电粒子从P点沿y轴负方向射向磁场b，经过一段时间后，粒子恰好能经过原点O，不计粒子重力.求： （1）粒子从P点运动到O点的最短时间是多少？ （2）粒子运动的速度可能是多少？ - 举一反三 – 1，如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（ ） A．，正电荷 B．，正电荷 C．，负电荷 D．，负电荷 2，带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．如图所示．是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能