2024届高考物理一轮复习课件：11.6带电粒子在有界磁场中的运动

带电粒子在有界磁场中的运动 1、直线边界，进出两角相同 练习1：如图所示，在空间有一坐标系，直线与轴正方向的夹角为，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线是它们的边界，上方区域中磁场的磁感应强度为。一质量为、电荷量为的质子(不计重力)以速度从点沿与成角的方向垂直磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直打在轴上的点(图中未画出)，则( ) A.质子在区域中运动的时间为 B.质子在区域中运动的时间为 C.质子在区域中运动的时间为 D.质子在区域中运动的时间为 BD 2、圆形磁场，如果沿磁场半（直）径入，必沿磁场半（直）径出 证明：用对称性（不需要掌握） 练习2：如图所示，半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，一带正电粒子以速度从点沿直径方向射入磁场，从点离开磁场，半径与成角，不计粒子重力，则带电粒子的比荷为( ) A、 B、 C、 D、 比荷也属于求中的第一类 C 练习3：如图所示，半径为的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，某质量为、带电量为的带电粒子沿圆形区域的半径方向以一定速度射入磁场，射出磁场时偏离原方向，不计粒子重力，则( ) A.该粒子带负电 B.粒子在磁场中做圆周运动的半径为 C.粒子射入磁场的速度大小为 D.粒子在磁场中运动的时间为 AC 练习4：如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，是圆的直径。一带电粒子从点射入磁场，速度大小为、方向与成角时，恰好从点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为; 若同一带电粒子从点沿方向射入磁场，也经时间飞出磁场，则其速度大小为 ( ) A、 B、 C、 D、 同一粒子的半径之比就是速度之比 半径公式：（速度大半径大） 周期公式：（与速度无关） C 练习5：如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度从A点沿直径方向射入磁场，经过时间从点射出磁场，与成角，现将带电粒子的速度变为，仍从点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( ) A、 B、 C、 D、 B 3、已知直角+两段长度，用勾股定理求半径 练习6：如图所示，匀强磁场分布在第一象限，带电粒子以初速度从 点平行轴进入，经过轴点，。若撤去磁场加一个与轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度平行轴从点进入电场，仍能通过点，不计重力，则电场强度和磁感应强度的比值为( ) A、2.5 B、1.25 C、0.5 D、 大题喜欢出这类型 B 4、平行边界磁场，存在临界条件 练习7：(多选)如图所示，在坐标系的y轴右侧存在有理想边界的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场的宽度为d，磁场方向垂直于xOy平面向里.一个质量为m、电荷量为－q(q>0)的带电粒子，从原点O射入磁场，速度方向与x轴正方向成30°角，粒子恰好不从右边界射出，经磁场偏转后从y轴上的某点离开磁场.忽略粒子重力.关于该粒子在磁场中的运动情况，下列说法正确的是 √ √ 总结 带电粒子在有界磁场中的运动 1、轨迹的圆心角=对应弦的圆心角=2弦切角 2、直线边界，进出两角相同 3、圆形磁场，如果沿磁场半（直）径入，必沿磁场半（直）径出 4、已知直角+两段长度，用勾股定理求半径 5、平行边界磁场，存在临界条件 A.它的轨迹半径为d B.它进入磁场时的速度为 C.它在磁场中运动的时间为 D.它的运动轨迹与y轴交点的纵坐标为d 粒子运动轨迹如图所示，r＋rsin 30°＝d，解得粒子运动轨迹半径为r＝d，故A正确； 由qvB＝m，r＝d，联立解得粒子进入磁场时的速度为v＝＝，故B正确； T＝＝，如图由几何关系知t＝T，解得粒子在磁场中运动的时间为t＝，故C错误； 粒子运动轨迹与y轴交点的纵坐标为y＝－2rcos 30°＝－d，故D错误. $$