（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場(chǎng) 第2講 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用課件.ppt

,大一輪復(fù)習(xí)講義,第2講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用,第八章磁場(chǎng),NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關(guān),研透命題點(diǎn),隨堂測(cè)試,回扣基礎(chǔ)知識(shí) 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點(diǎn),隨堂檢測(cè) 檢測(cè)課堂學(xué)習(xí)效果,課時(shí)作業(yè),限時(shí)訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度,過好雙基關(guān),一、洛倫茲力的大小和方向,1.定義：磁場(chǎng)對(duì) 的作用力. 2.大小 (1)vB時(shí)，F(xiàn) ； (2)vB時(shí)，F(xiàn) ； (3)v與B的夾角為時(shí)，F(xiàn) .,運(yùn)動(dòng)電荷,0,qvB,qvBsin ,3.方向 (1)判定方法：應(yīng)用左手定則，注意四指應(yīng)指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向； (2)方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)v，即F垂直于 決定的平面.(注意B和v可以有任意夾角) 4.做功：洛倫茲力 .,B、v,不做功,自測(cè)1帶電荷量為q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是 A.只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同 B.如果把q改為q，且速度反向、大小不變，則其所受洛倫茲力的大小、 方向均不變 C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直 D.粒子在只受洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、速度均不變,二、帶電粒子(不計(jì)重力)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),1.若vB，帶電粒子以入射速度v做 運(yùn)動(dòng). 2.若vB，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速度大小v做_ 運(yùn)動(dòng). 3.基本公式 (1)向心力公式：qvB ； (2)軌道半徑公式：r ； (3)周期公式：T . 注意：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與速率 .,勻速直線,勻速圓周,無關(guān),自測(cè)2(多選)如圖1所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B12B2，當(dāng)不計(jì)重力的帶電粒子從B1磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)到B2磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，粒子的 A.速率將加倍 B.軌跡半徑加倍 C.周期將加倍 D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度將加倍,圖1,研透命題點(diǎn),1.洛倫茲力的特點(diǎn) (1)利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，注意區(qū)分正、負(fù)電荷. (2)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中不一定受洛倫茲力作用. (3)洛倫茲力一定不做功. 2.洛倫茲力與安培力的聯(lián)系及區(qū)別 (1)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是相同性質(zhì)的力，都是磁場(chǎng)力. (2)安培力可以做功，而洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功.,命題點(diǎn)一對(duì)洛倫茲力的理解,3.洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較,例1(2018南京市、鹽城市二模)如圖2所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，范圍足夠大的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，固定著傾角為的絕緣斜面，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小物塊以初速度v0沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.設(shè)滑動(dòng)時(shí)電荷量不變，在小物塊上滑過程中，其加速度大小a與時(shí)間t的關(guān)系圖象，可能正確的是,圖2,解析物塊向上運(yùn)動(dòng)的過程中合力為Fmgsin Ffmgsin mgcos qvB，方向沿斜面向下，故物塊做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊速度減小時(shí)，所受合力減小，加速度減小，速度的變化越來越慢，即合力的變化越來越慢，又因合力大小大于等于mgsin mgcos ，所以加速度減小得越來越慢，但大于等于某個(gè)值，不會(huì)逐漸減小到零，故C正確.,變式1(2018南京市、鹽城市一模)如圖3所示，電視顯像管中有一個(gè)電子槍，工作時(shí)它能發(fā)射電子，熒光屏被電子束撞擊就能發(fā)光.在偏轉(zhuǎn)線圈處有垂直于紙面的磁場(chǎng)B1和平行于紙面方向豎直的磁場(chǎng)B2，就是靠這樣的磁場(chǎng)來使電子束偏轉(zhuǎn)，使整個(gè)熒光屏發(fā)光.經(jīng)檢測(cè)僅有一處故障：磁場(chǎng)B1不存在，則熒光屏上 A.不亮 B.僅有一個(gè)中心亮點(diǎn) C.僅有一條水平亮線 D.僅有一條豎直亮線,圖3,解析磁場(chǎng)B1 不存在，只有平行于紙面方向豎直的磁場(chǎng)B2，電子垂直進(jìn)入該磁場(chǎng)后，所受的洛倫茲力為水平方向，所以在熒光屏上僅有一條水平亮線，故C正確.,命題點(diǎn)二帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),直線邊界，粒子進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性(如圖4所示),模型1直線邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng),圖4,例2(2018南通市等七市三模)如圖5所示，水平虛線MN上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.大量帶正電的相同粒子，以相同的速率沿位于紙面內(nèi)水平向右到豎直向上90范圍內(nèi)的各個(gè)方向，由小孔O射入磁場(chǎng)區(qū)域，做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用.下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中正確的是,圖5,解析入射粒子軌跡圓半徑相同，入射方向變化，可看作軌跡圓旋轉(zhuǎn)，如圖由，只有與兩圓的“交集”區(qū)域沒有粒子經(jīng)過.,平行邊界存在臨界條件(如圖6所示),模型2平行邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng),圖6,例3(2018海安中學(xué)開學(xué)考)如圖7，在0 xl區(qū)域內(nèi)存在與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.一位于坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子源在xOy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶負(fù)電粒子，所有粒子的初速度大小均為v0，方向與x軸正方向的夾角分布在060范圍內(nèi)，在xl處垂直x軸放置一熒光屏S.已知沿x軸正方向發(fā)射的粒子經(jīng)過了熒光屏S上yl的點(diǎn)，則,圖7,B.粒子的運(yùn)動(dòng)半徑一定大于等于l,D.粒子打在熒光屏S上亮線的長(zhǎng)度大于2l,解析沿x軸正方向入射的粒子軌跡如圖，,與x軸正方向的夾角在060范圍內(nèi)向x軸下方入射的粒子不會(huì) 打到屏S上，與x軸正方向成60角向x軸上方入射的粒子軌跡如圖，與屏S交于Q點(diǎn)，由圖可知Q點(diǎn)縱坐標(biāo)一定小于l，故PQ長(zhǎng)度小于2l，故D錯(cuò)誤；,沿徑向射入圓形磁場(chǎng)必沿徑向射出，運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性(如圖8所示) 90.,模型3圓形邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng),圖8,例4(多選)(2018江蘇一模) 如圖9所示，在半徑為R的虛線圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).大量帶電荷量為q的粒子以相同的速率從M點(diǎn)沿紙面以不同的方向射入該磁場(chǎng)，只有磁場(chǎng)邊界MN劣弧上有粒子射出，已知NOM60.不計(jì)粒子重力及帶電粒子之間的相互作用，則 A.這些粒子帶負(fù)電,圖9,解析根據(jù)左手定則知，這些粒子帶正電，故A錯(cuò)誤； 當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周時(shí)，打到虛線圓形磁場(chǎng)的位置最遠(yuǎn)，根據(jù)幾何關(guān)系知，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的直徑等于磁場(chǎng)區(qū)域圓的半徑，即粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑r,命題點(diǎn)三帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問題,例5如圖10甲所示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個(gè)小孔O、O正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示.有一群正離子在t0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng).已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)離子所受重力及離子之間的相互作用.求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大??；,圖10,解析設(shè)垂直于紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?,(2)要使正離子從O垂直于N板射出磁場(chǎng)，正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0的可能值.,解析要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場(chǎng)，v0的方向應(yīng)如圖所示，,隨堂測(cè)試,1.(多選)(2018東臺(tái)創(chuàng)新學(xué)校月考)以下說法正確的是 A.電荷處于電場(chǎng)中一定受到靜電力 B.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力 C.洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功 D.洛倫茲力可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和速度大小,1,2,3,4,5,1,2,3,4,解析電荷處于電場(chǎng)中一定受到靜電力FqE，故A正確； 運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力，故B錯(cuò)誤； 洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功，故C正確； 洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功，由動(dòng)能定理得，洛倫茲力不能改變運(yùn)動(dòng)電荷的動(dòng)能，即洛倫茲力不能改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小，只能改變速度方向，故D錯(cuò)誤.,5,2.(多選)下列關(guān)于圖11中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子的帶電性質(zhì)的判斷正確的是 A.甲圖中粒子所受洛倫茲力方向豎直向上 B.乙圖中粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向里 C.丙圖中粒子帶負(fù)電 D.丁圖中粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外,1,2,3,4,圖11,5,3.(2018豐縣中學(xué)月考)如圖12所示，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫出).一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板向上射出，從Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)O.已知粒子穿越鋁板時(shí)，其動(dòng)能損失一半，速度方向和電荷量不變.不計(jì)重力，鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為,1,2,3,4,圖12,5,1,2,3,4,5,4.在赤道處，將一小球向東水平拋出，落地點(diǎn)為a；給小球帶上電荷后，仍從同一位置以原來的速度水平拋出，考慮地磁場(chǎng)的影響，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是 A.無論小球帶何種電荷，小球仍會(huì)落在a點(diǎn) B.無論小球帶何種電荷，小球下落時(shí)間都會(huì)延長(zhǎng) C.若小球帶負(fù)電荷，小球會(huì)落在更遠(yuǎn)的b點(diǎn) D.若小球帶正電荷，小球會(huì)落在更遠(yuǎn)的b點(diǎn),1,2,3,4,5,5.如圖13所示，在半徑為R 的圓形中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板MN，帶正電粒子從圓弧頂點(diǎn)P以速率v0平行于紙面進(jìn)入磁場(chǎng)，已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子重力不計(jì). (1)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，求它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；,圖13,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析設(shè)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為r，由牛頓第二定律得Bqv0 解得rR 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為四分之一圓弧，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為 ，如圖甲所示，則,(2)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，且速率為 v0，求它打到感光板上時(shí)速度的垂直分量；,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示， 由圖可知PO2OOO2D30 所以帶電粒子離開磁場(chǎng)時(shí)速度的偏轉(zhuǎn)角為60 故打到感光板上速度的垂直分量vvsin 60 v0,1,2,3,4,5,(3)若粒子以速度v0從P點(diǎn)以任意角射入磁場(chǎng)，試證明它離開磁場(chǎng)后均垂直打在感光板上.,答案見解析,1,2,3,4,5,解析當(dāng)帶電粒子以v0射入時(shí)，帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為R. 設(shè)粒子射入方向與PO方向夾角為，帶電粒子從區(qū)域邊界S射出，帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示， 由圖可知PO3O3SPOSOR 所以四邊形POSO3為菱形 故POO3S 因此，帶電粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向?yàn)樗椒较?，與入射的方向無關(guān)，故粒子均能垂直打在感光板上.,課時(shí)作業(yè),1.下列說法正確的是 A.運(yùn)動(dòng)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為0的地方，一定受到洛倫茲力的作用 B.運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛倫茲力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為0 C.洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動(dòng)能，也不能改變帶電粒子的速度 D.洛倫茲力對(duì)帶電粒子總不做功,雙基鞏固練,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,2.如圖1所示，電子射線管放在U形磁鐵的N極和S極之間，射線管的P和Q兩極分別接在直流高壓電源的正極和負(fù)極，此時(shí)熒光屏上顯示的電子束運(yùn)動(dòng)徑跡將 A.向上偏轉(zhuǎn) B.向下偏轉(zhuǎn) C.不發(fā)生偏轉(zhuǎn) D.先向上偏轉(zhuǎn)后向下偏轉(zhuǎn),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,圖1,12,3.(多選)(2018東臺(tái)創(chuàng)新學(xué)校月考)如圖2所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以不同的初速度兩次從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)和磁場(chǎng)邊界向上射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下分別從M、N兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)，測(cè)得OMON34，粒子重力不計(jì)，則下列說法中不正確的是 A.帶電粒子兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為34 B.帶電粒子兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程之比為34 C.帶電粒子兩次在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為34 D.帶電粒子兩次在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為43,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,圖3,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：qvB ，,12,由于軌道半徑之比為34，故弧長(zhǎng)之比為34， 即路程之比為34，故B正確；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,軌道半徑之比為34，故速度大小之比為34； 由于洛倫茲力FqvBv，故洛倫茲力大小之比為34， 故C正確，D錯(cuò)誤.,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,4.(2019新海中學(xué)月考)如圖3所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.若帶電粒子只受洛倫茲力的作用，則下列說法正確的是 A.a粒子速率較大 B.b粒子速率較大 C.b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) D.a、b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長(zhǎng),12,圖3,5.如圖4所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線ab附近有一帶正電荷的小球用絕緣絲線靜止懸掛在M點(diǎn).當(dāng)ab中通以由ba的恒定電流時(shí)，下列說法正確的是 A.小球受磁場(chǎng)力作用，方向與導(dǎo)線垂直且垂直紙面向里 B.小球受磁場(chǎng)力作用，方向與導(dǎo)線垂直且垂直紙面向外 C.小球受磁場(chǎng)力作用，方向與導(dǎo)線垂直并指向左方 D.小球不受磁場(chǎng)力作用,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,圖4,11,12,6.(多選)(2018鹽城中學(xué)模擬)如圖5所示，虛線上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；一群電子以不同速率從邊界上的P點(diǎn)以相同的方向射入磁場(chǎng).其中某一速率為v0的電子從Q點(diǎn)射出.已知電子入射方向與邊界夾角為，則由以上條件可判斷 A.該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里 B.所有電子在磁場(chǎng)中的軌跡相同 C.速率大于v0的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) D.所有電子的速度方向都改變了2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,圖5,11,12,解析由左手定則可知，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，A選項(xiàng)正確；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,所有電子偏轉(zhuǎn)角度相同，所有電子的速度方向都改變了2，D選項(xiàng)正確.,7.(2018徐州三中月考)如圖6所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m、帶電荷量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑.在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是 A.滑塊受到的摩擦力不變 B.滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無關(guān) C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下 D.B很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,圖6,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析據(jù)左手定則可知，滑塊受到垂直斜面向下的洛倫茲力，C正確； 隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對(duì)斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯(cuò)誤； 速度相同時(shí)，B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，根據(jù)動(dòng)能定理可知，滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能就越小，B錯(cuò)誤； 由于開始時(shí)滑塊不受洛倫茲力就能下滑，故B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上，D錯(cuò)誤.,12,8.(多選)(2018豐縣中學(xué)月考) 如圖7所示，在平板PQ上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.某時(shí)刻有a、b、c三個(gè)電子(不計(jì)重力)分別以大小相等、方向如圖所示的初速度va、vb和vc經(jīng)過平板PQ上的小孔O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng).這三個(gè)電子打到平板PQ上的位置到小孔O的距離分別是la、lb和lc，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為ta、tb和tc.整個(gè)裝置放在真空中.則下列判斷正確的是 A.lalclb B.lalblc C.tatbtc D.tatbtc,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,綜合提升練,圖7,解析三個(gè)電子的速度大小相等，方向如圖所示，垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.由于初速度va和vc的方向與PQ的夾角相等，所以這兩個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡正好組合成一個(gè)完整的圓，則這兩個(gè)電子打到平板PQ上的位置到小孔的距離是相等的.而初速度為vb的電子初速度方向與PQ垂直，則它的運(yùn)動(dòng)軌跡正好是半圓，所以初速度為vb的電子打到平板PQ上的位置到小孔的距離恰好是軌跡圓的直徑.由于它們的速度大小相等，因此它們的運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑均相同，所以lalclb，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,從圖中可得，初速度為va的電子偏轉(zhuǎn)的角度最大，初速度為vc的電子偏轉(zhuǎn)的角度最小，根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與偏轉(zhuǎn)的角度之間的關(guān)系：t 可得，tatbtc，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.,9.(多選)(2018江蘇省高考?jí)狠S卷)在xOy平面上以O(shè)為圓心，半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，從原點(diǎn)O以初速度v沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t后經(jīng)過x軸上的P點(diǎn)，此時(shí)速度與x軸正方向成角，如圖8所示.不計(jì)重力的影響，則下列關(guān)系一定成立的是,圖8,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,10.(2018銅山中學(xué)模擬)如圖9所示，在邊長(zhǎng)為2a的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計(jì))從AB邊的中心O以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與AB邊的夾角為60，若要使粒子能從AC邊穿出磁場(chǎng)，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B需滿足,圖9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析若粒子剛好達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡與AC相切，如圖所示，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,11.(2018淮安信息調(diào)研)如圖10所示，豎直平面內(nèi)的光滑傾斜軌道AB、水平軌道CD與半徑r0.5 m的光滑圓弧軌道分別相切于B、C點(diǎn)，AB與水平面的夾角為37，過B點(diǎn)垂直于水平面的豎直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T、方向垂直于水平面向里；過C點(diǎn)垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有電場(chǎng)強(qiáng)度大小E1104 N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出).現(xiàn)將小物塊P從傾斜軌道上A點(diǎn)由靜止釋放沿AB向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力.已知物塊P的質(zhì)量m0.5 kg、電荷量q2.5104 C，P與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，A、B兩點(diǎn)間距離x1 m，取g10 m/s2， sin 370.6，cos 370.8.求： (1)P下滑到B點(diǎn)的速度大?。?答案見解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,解析小物塊從A到B過程，根據(jù)動(dòng)能定理得,12,代入數(shù)據(jù)解得vB2 m/s,(2)P運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力；(結(jié)果可用根式表示),答案見解析,解析小物塊從B到C過程，根據(jù)動(dòng)能定理得,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,(3)P與水平面間因摩擦而產(chǎn)生的熱量.,答案見解析,解析小物塊從C點(diǎn)到停止的過程，根據(jù)能量守恒定律得,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12.如圖11所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點(diǎn)放一醫(yī)用放射源，可通過細(xì)縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為v3.2106 m/s的粒子.已知屏蔽裝置寬AB9 cm，縫長(zhǎng)AD18 cm，粒子的質(zhì)量m6.641027 kg，電荷量q3.21019 C.若,圖11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)來隔離輻射，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.332 T，方向垂直于紙面向里，整個(gè)裝置放于真空環(huán)境中.(結(jié)果可帶根號(hào)) (1)若所有的粒子均不能從條形磁場(chǎng)隔離區(qū)的右側(cè)穿出，則磁場(chǎng)的寬度d至少是多少？,解析由題意：AB9 cm，AD18 cm，可得BAOODC45 所有粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同，設(shè)為R，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有Bqv 解得R0.2 m. 由題意及幾何關(guān)系可知：若條形磁場(chǎng)區(qū)域的右邊界與沿OD方向進(jìn)入磁場(chǎng)的 設(shè)此時(shí)磁場(chǎng)寬度dd0，由幾何關(guān)系得,粒子的圓周軌跡相切，則所有粒子均不能從條形磁場(chǎng)隔離區(qū)右側(cè)穿出，此時(shí)磁場(chǎng)的寬度最小，如圖甲所示.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,(2)若條形磁場(chǎng)的寬度d20 cm，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間各是多少？,解析設(shè)粒子在磁場(chǎng)內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,設(shè)速度方向垂直于AD進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的粒子的入射點(diǎn)為E，如圖乙所示.,因磁場(chǎng)寬度d20 cm<d0，且R20 cm，則在EOD間進(jìn) 入磁場(chǎng)區(qū)域的粒子均能穿出磁場(chǎng)右邊界，在EOA間進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的粒子均不能穿出磁場(chǎng)右邊界，沿OE方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)右邊界相切，轉(zhuǎn)過的圓心角最大，故沿OE方向進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，設(shè)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為tmax，則tmax 106 s,若粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓弧軌跡的弦長(zhǎng)最短，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短.最短的弦長(zhǎng)為磁場(chǎng)寬度d.軌跡如圖乙所示，因Rd，則最短的弦長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角為60，設(shè)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為tmin，則tmin 106 s.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,