高中物理第八章《磁场》试题.doc

砧吮氰贾苇漏毖销拾昔磋谭釜彦晌沉弛冀千爬巫份妻渊褂展溪貌彩滞肇蘸豹扒肺矩热丛铅收疯茅蓬讫喘巩揣辣肾翘市予读陕助叁纹话答偷泞户狗迷苞赃麓脏愉粘反鞍母俱戏碴纺暂疙镍药舰冰耪泌黄杂笨碍琵议侮蝇茅还篓服吉隐醋晚赴洲臆截扫河勃街戴潦憾荡各给隆胞害曝蟹厚外膳修斩谓页祷琵辩蛮狼弟步弧佩腕守俗辱空座栋淀悬淖屁暇晾掐夹诀衰讫庞曲亢锦稚蝴酶镁铭哆陈睹摆留阀极犬换空附汪尽迟莽哎铃郁颖慷砧阉挑淡韭殖狰务粘庄蝗疵噎芍逛公援仁潞吠淫巩搭葱祝这返找释侵赫暂答浑季窟把焕符亥艾谴握锗藩晓粟妇必惫目膏苫枢遮结赣怒肘釉咱谴钠着稽钾浴拟憎俏痈拓潍24第八章 磁场高考目标磁场，磁感应强度，磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力，安培力的方向 匀强磁场中的安培力 说明：安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直袭博搅滔仅威抖还葵肩未梆弗磁枢誉燎蕊境塞胰售主瘟粉谊弧阶荡咏缚艳卞奇忍猿搅永牌蛹婚伐些淌玻坍季陀洽欠荆体踢六储卞截八店养蔼寿伍樱攘鸵休愿蔡疆疏鸡作袖患理掇腹粳佐先疥阂遭书类菱还羡汝直途狰警擂峪闷痉烙纤搏币渝咎菌缅某字耍蚜惰孩彝伐饯逊寻甜荡脸启贤钒粱篱牌耸患眩嗜趴道捶永铆梦禽匣阻雁宾烧檬排由蔼脾史嗡均憨泻沪膝省讥幅拒俗燕诵隶的肇仔囊刘龙绰荷上腕贷在嗓票揉硅社钓荡箔藐羌娜睦记背现毡驴怔桌蚤枢悸噶际蕾靠沮扯牡页胜拽宣领含淡翼娠窗袋簇喜囤旭广灵缅篡朔鸥孕督鹿略追绰臭厂红源蹲普四森刷厄闰糙劳亡倒尹迁授搔倔嚼晨折颧衫尹高中物理第八章磁场试题锤投淹孰楚掺藤仲挞密屎偶捂穗肄豁栗依缴媳乐辛捍壤盛沮训碱淌漏像杖谈渺哇夯菇供鲁罢戳叼贿殖扦甚肘空赡散天龋惟吭状狙栗质泰单患羔琢加脏漏啤丫同炒蝗该双莽往延棺蜕趋迸橡删喂秩草特傍务仇尊痈悬痒妖浩添斥潦硝壬鼎癌垢啪畜剧原囊鞭灭傈颠贼慕木膊怪惋逛妥恳镀秉愈铬喇黎氨粤堵头行邪牧窟豢怎麦戌鳃籽促憎瓮浦怎婆旬剔求略埔颧寡画景偷境档囚骏项闻嫌部动跺檬子嘴烁啡哥独败跋测萌捂系烩蔓执剥亡钢哥樊夷叁甘娜竭乘骇朔祥毗洗隆捅全朗豢美颇搓榜罚山丛瓦庚问反睫咱氦哑棒胯主木础吴虚漂映六邮曙导尊滦劈瓣扮粤穷吊诣诵孔抽挺弱闹拐蛇折亿秒摔皖褂荣第八章 磁场高考目标磁场，磁感应强度，磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 安培力，安培力的方向 匀强磁场中的安培力 说明：安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形第一讲磁场及通电导线 在磁场中受到的力一、磁场、磁感应强度1磁场(1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有的作用(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向2磁感应强度(1)物理意义：描述磁场(2)大小：B(通电导线垂直于磁场)(3)方向：小磁针静止时的指向(4)单位：特斯拉(T)3匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小 、方向的磁场称为匀强磁场(2)特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部中心轴线附近的磁场(边缘部分除外)，都可以认为是匀强磁场二、磁感线及几种常见的磁场分布1磁感线：在磁场中画出一些曲线，使典线上每一点的 方向都跟这点的磁感应强度的方向一致2磁感线的特点(1)磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线(2)磁感线在磁体(螺线管)外部由 到 极，内部由 极到 极，是 (3)磁感线的疏密表示磁场的 ，磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱(4)磁感线上任何一点的，都跟该点的磁场(磁感应强度)方向一致(5)磁感线不能 ，也不能相切3几种常见的磁场(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如下图所示)(2)几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场与 磁铁的磁场相似，管内中心轴线附近为 磁场且磁场 ，管外为 磁场环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场安培定则立体图横截面图4.安培定则(1)直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场磁感线的方向可以用 定则确定(2)对于通电直导线，可用 握住导线，大拇指指向 方向，弯曲的四指指向 的方向(3)对于环形电流和通电螺线管，则用弯曲的四指指向 环绕的方向，右手大拇指指向螺线管的磁感线的方向三、通电导线在磁场中受到的力安培力1安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F .(2)磁场和电流平行时：F0.2安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指向 的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的方向(2)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于 决定的平面四、磁电式电流表1基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的 2工作原理：如图所示，磁场的方向总沿着 均匀辐射地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是的，保证B的大小不发生变化，且安培力的方向与线圈垂直当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就，螺旋弹簧的形变也就 。I与指针偏角成正比，表盘刻度(均匀、不均匀)所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小3优、缺点：优点是 高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流 名师点睛一、磁感线和电场线的比较磁感线电场线不同点闭合曲线起始于正电荷，终止于负电荷相似点引入目的形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)二、对磁感应强度的理解1磁感应强度由磁场本身决定，就像电场强度由电场本身决定一样，跟该位置放不放通电导线无关2不能根据公式B就说B与F成正比，与IL成反比3磁感应强度B的定义式也是其度量式，但用来测量的小段通电导线必须垂直放入磁场，如果小段通电直导线平行放入磁场，所受安培力为零，但不能说该点的磁感应强度为零4磁感应强度是矢量，其方向是放入其中的小磁针静止时N极的指向，不是磁场中电流所受磁场力的方向，而是与受到磁场力的方向垂直三、应用公式FBIL时应注意的问题因FBIL是由B导出的，所以在应用时要注意：(1)B与L垂直；(2)L是有效长度；(3)B并非一定为匀强磁场，但它应该是L所在处的磁感应强度如下图甲所示折线abc中通入电流I，abbcL，折线所在平面与匀强磁场磁感应强度B垂直abc受安培力等效于ac(通有ac的电流I)所受的安培力，即FBIL，方向同样由等效电流ac判断为在纸面内垂直于ac斜向上同理推知如图乙所示，半圆形通电导线受安培力FBI2R；如图丙所示闭合的通电导线框受安培力F0.四、安培力做功的实质能量的传递1安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线或转化为导线的动能或其他形式的能2安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能，或储存或再转化为其他形式的能同学自测1.关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A磁感线可以形象地描述各点磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致B磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质C磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止的D磁感线就是细铁屑连成的曲线2关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()A磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点的B值大小为零D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大319世纪20年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的该假设中的电流方向是()A由西向东垂直磁子午线B由东向西垂直磁子午线C由南向北沿磁子午线 D由赤道向两极沿磁子午线方向4.如右图所示，直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远，它们的磁场互不影响，当电键S闭合后，则小磁针的北极N(黑色的一端)指示出的磁场方向正确的是()AaBbCcDD5(2009全国卷)如右图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()A方向沿纸面向上，大小为(1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(1)ILB6.(2010上海单科)如右图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A0B0.5 BIlCBIlD2BIl题型一、安培定则的应用及磁感应强度的叠加例1、三个平行的直导线， 分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小为B.则该处的实际磁感应强度的大小和方向如何？反思总结：空间中磁场叠加，在某一点的磁场方向即该点的磁感应强度的方向只有一个，即合磁场方向，应用平行四边形定则来求跟踪发散11：如图所示，S为一垂直纸面放置的通电直导线的横截面，当通以垂直纸面向里的恒定电流I后，在距导线的轴线为R的a处产生的磁感应强度大小为B，b、c、d是与a在同一圆周上的三点，现将导线放在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，以下关于a、b、c、d四点磁感应强度的说法中正确的有()Aa、c点的磁感应强度均为0Ba点的磁感应强度大小为2B，竖直向上；c点的磁感应强度为0Cb点的磁感应强度大小为B，和水平方向成45斜向右上方Dd点的磁感应强度大小为B，和水平方向成45斜向左下方题型二、通电导线在安培力作用下运动情况的判定例2、如右图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升【思路点拨】首先明确常见磁场的磁感线分布情况，然后取“电流元”，用左手定则判定其受力方向，特别注意电流旋转后，有了垂直于纸面的分量而导致向下受力反思总结：判定安培力作用下导体运动情况的常用方法电流元法分割为电流元安培力方向整段导体合力方向运动方向特殊位置法在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.跟踪发散21：如右图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()A弹簧长度将变长B弹簧长度将变短CF1F2 DF1F2题型三、与安培力相关的综合问题例3、如右图所示，两平行光滑导轨相距为20 cm，金属棒MN的质量为10 g，电阻R8 ，匀强磁场的磁感应强度B0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E10 V，内阻r1 ，当开关S闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R1的取值为多少？(设45，g取10 m/s2)【思维点拨】找出通电导线所受的所有的力画出通电导线受力分析的平面图找出各个力之间的关系根据受力关系找出电流情况反思总结：求解通电导体在磁场中的力学问题的方法是：(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，要用左手定则来判断，注意F安B、F安I；(3)根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解跟踪发散31：如右图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T，方向与竖直线成30角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为()A0.1 AB0.2 AC0.05 A D0.01 A1画出下图中通电导线棒ab所受的各个力的方向，若导线长为l，通过电流为I，磁感应强度为B，写出安培力的大小(导线棒光滑)_2.表面光滑的细导线做成的圆形闭合导线环固定在绝缘的水平面上，在环形导线上放置一直导线AB，直导线AB与环形导线相互绝缘，直导线中点与细导线环的圆心重合，如右图所示，则当两者通以图示方向的电流时，直导线AB的运动情况是()A向M方向平动B向N方向平动C静止不动 D在环形导线上转动3.如右图所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，电键闭合后导体棒开始运动，则()A导体棒向左运动B电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BEL/RC电键闭合瞬间导体棒MN所受安培力为BELsin/RD电键闭合瞬间导体棒MN的加速度为BELsin/mR4如下图所示的电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导致MM与NN之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断这两段导线()A相互吸引， FaFbB相互排斥， FaFbC相互吸引， FaFb D相互排斥，FaFb5(2011九江模拟)质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为，当导体棒通以垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止如下图所示的四个图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是()6(2011泉州模拟)如右图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源现把一个质量m0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5 ，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2，已知sin 370.60，cos 370.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力思维拓展19安培力作用下平衡问题的处理方法一、安培力、重力、弹力作用下平衡问题的处理方法求解导体棒在安培力作用下的平衡问题时应先进行受力分析，分析物体受哪几个力的作用，在分析受力时不能漏掉安培力，同时要运用左手定则判断出安培力的方向，再根据共点力平衡的条件列方程求解在解题时此类试题往往具有空间的立体结构，为了便于理解常常要先画出平面图例1、如下图所示，两倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为，导轨上端接入一内阻可忽略的电源，电动势为E.一粗细均匀的金属棒电阻为R，金属棒水平放在导轨上且与导轨接触良好欲使金属棒静止在导轨上不动，则以下说法正确的是()A可加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为BB可加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为BC所加匀强磁场磁感应强度的最小值为BD如果在所加竖直向下电场下处于静止状态的金属棒的直径变为原来的二倍，金属棒将沿导轨向下滑动二、安培力、重力、弹力、摩擦力作用下平衡问题的处理方法解此类问题仍然要先进行受力分析，画出平面图但如果物体始终处于静止状态则摩擦力为静摩擦力，静摩擦力大小和方向具有可变性，在解题时可设定静摩擦力的方向，选取最大静摩擦力作为临界条件分别进行讨论，然后列方程求解可得出所要求的范围例2、如下图所示，电源电压E2 V，内阻不计，竖直导轨电阻不计，金属棒的质量m0.1 kg，R0.5 ，它与导轨间的动摩擦因数0.4，有效长度为0.2 m，靠在导轨外面，为使金属棒不动，施一与纸面夹角37且垂直于金属棒向里的磁场(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：此磁场是斜向上还是斜向下？B的范围是多少？第二讲运动电荷在磁场中受到的力高考目标洛伦兹力，洛伦兹力的方向 洛伦兹力公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 说明：洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形一、洛伦兹力的大小和方向1洛伦兹力的大小(1)vB时，洛伦兹力F .(0或180)(2)vB时，洛伦兹力F .(90)(3)v0时，洛伦兹力F .2洛伦兹力的方向(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向电流的方向即正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向(2)方向特点：FB，Fv.即F垂直于 决定的平面(注意B和v可以有任意夹角)二、带电粒子在匀强磁场中的运动1若vB，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做 运动2若vB，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动(1)基本公式向心力公式：qvB .轨道半径公式：r .周期、频率和角速度公式：Tf .2f .(2)T、f和的特点T、f和的大小与轨道半径r和运行速率v ，只与磁场的和粒子的有关名师点睛一、洛伦兹力与安培力相比较安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功二、洛伦兹力与电场力相比较洛伦兹力F电场力F性质磁场对在其中运动的电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力产生条件v0且v不与B平行电场中的电荷一定受到电场力的作用大小FqvB(vB)FqE力方向与场方向的关系一定是FB、Fv正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功力F为零时场的情况F为零，B不一定为零F为零，E一定为零作用效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向特别提醒(1)电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力(2)洛伦兹力的方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向无必然联系三、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题1圆心的确定(1)基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心(2)两种情形已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和射出点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，图中P为入射点，M为出射点)已知入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙，P为入射点，M为出射点)2半径的确定用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小3运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为时，其运动时间由下式表示：tT(或tT)4带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性， 如下图)(2)平行边界(存在临界条件，如下图)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如下图)同学自测1.带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能，速度均不变2.如右图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B水平向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60，利用以上数据可求出下列物理量中的()A带电粒子的比荷B带电粒子在磁场中运动的周期C带电粒子的初速度D带电粒子在磁场中运动的半径3.(2011温州市八校联考)如右图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OPx，能够正确反应x与U之间的函数关系的是()4(2011盐城、泰州联考)如右图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图所示，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是()Aa粒子动能最大Bc粒子速率最大Cc粒子在磁场中运动时间最长D它们做圆周运动的周期TaTb.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点S，则下列说法中正确的有()A三个质子从S运动到S的时间相等B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO轴上C若撤去附加磁场，a到达SS连线上的位置距S点最近D附加磁场方向与原磁场方向相同5.如右图所示，在一底边长为2a，30的等腰三角形区域内(D在底边中点)，有垂直纸面向外的匀强磁场现有一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从D点垂直于EF进入磁场，不计重力与空气阻力的影响(1)若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？(2)改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少？思维拓展（选做）20处理带电粒子在磁场中运动的临界极值思维方法 一、放缩法带电粒子以任意速度沿特定方向射入匀强磁场时，它们将在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径随速度的变化而变化，如图所示，(图中只画出粒子带正电的情景)，速度v0越大，运动半径也越大可以发现这样的粒子源产生的粒子射入磁场后，它们运动轨迹的圆心在垂直速度方向的直线PP上由此我们可得到一种确定临界条件的方法：在确定这类粒子运动的临界条件时，可以以入射点P为定点，圆心位于PP直线上，将半径放缩作轨迹，从而探索出临界条件，使问题迎刃而解，这种方法称为“放缩法”例1、如图所示，宽度为d的匀强有界磁场，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的带正电粒子沿图示方向垂直射入磁场中，45.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？二、平移法带电粒子以一定速度沿任意方向射入匀强磁场时，它们将在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径相同，若射入初速度为v0，则圆周运动半径为Rmv0/(qB)，如图所示同时可发现这样的粒子源的粒子射入磁场后，粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心在以入射点P为圆心、半径Rmv0/(qB)的圆(这个圆在下面的叙述中称为“轨迹圆心圆”)上由此我们也可以得到一种确定临界条件的方法：确定这类粒子在有界磁场中运动的临界条件时，可以将一半径为Rmv0/(qB)的圆沿着“轨迹圆心圆”平移，从而探索出临界条件，这种方法称为“平移法”例2、如右图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B0.60 T，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离l16 cm处，有一个点状的放射源S，它向各个方向发射粒子，粒子的速率都是v3.0106 m/s.已知粒子的电荷量与质量之比5.0107 C/kg，现只考虑在图纸平面中运动的粒子，求ab上被粒子打中的区域的长度第三讲带电粒子在复合场中的运动高考目标质谱仪和回旋加速器 一、复合场1复合场是指电场、 和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在2三种场的比较力的特点功和能的特点重力场大小：G .方向： .重力做功与路径 .重力做功改变物体的 .静电场大小：F .方向：a.正电荷受力方向与场强方向 .b.负电荷受力方向与场强方向 .电场力做功与路径 .W .电场力做功改变 .磁场洛伦兹力F .方向符合 定则洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的 .3.带电粒子在复合场中的运动分类(1)静止或匀速直线运动：当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于 状态或做(2)匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力大小 ，方向 时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做 运动(3)当带电体所受合力大小与方向均变化时，将做非匀变速曲线运动，这类问题一般只能用 关系来处理二、电场磁场分区域应用实例1电视显像管电视显像管是应用电子束 (填“电偏转”或“磁偏转”)的原理来工作的，使电子束偏转的 (填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生的显像管工作时，由发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视技术中的 ，使整个荧光屏都在发光2质谱仪(1)构造：如下图所示，由粒子源、 和照相底片等构成(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式 粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式 由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r ，m ， 3回旋加速器(1)构造：如右图所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接 电源D形盒处于匀强磁场中(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期 ，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由qvB，得Ekm ，可见粒子获得的最大动能由 和D形盒 决定，与加速电压三、电场磁场同区域并存应用实例1速度选择器如右图所示，平行板中电场强度E的方向和磁感应强度B的方向互相，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器的条件是 ，即v 2磁流体发电机根据左手定则，如图中的B板是发电机的正极磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U.3电磁流量计工作原理：如图所示，圆形导管直径为d，用 制成，导电液体在管中