考前第考前第6天天磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)公式方法記心中公式方法記心中5帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)畫圓弧、定半徑畫圓弧、定半徑從如磁場(chǎng)的邊界點(diǎn)、或軌跡與磁場(chǎng)邊界的從如磁場(chǎng)的邊界點(diǎn)、或軌跡與磁場(chǎng)邊界的“相切相切點(diǎn)點(diǎn)”等臨界點(diǎn)入手；充分應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)相互垂直等臨界點(diǎn)入手；充分應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)相互垂直的的“速度線速度線”與與“半徑線半徑線”過(guò)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)過(guò)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)M、N(一般是界點(diǎn)一般是界點(diǎn),即即“入點(diǎn)入點(diǎn)”與與“出點(diǎn)出點(diǎn)”),做與速度方向垂直的半徑做與速度方向垂直的半徑,兩條半徑的交點(diǎn)是圓心兩條半徑的交點(diǎn)是圓心O，如圖甲所示，如圖甲所示.做某一點(diǎn)做某一點(diǎn)M(一般是一般是“入點(diǎn)入點(diǎn)”或或“出點(diǎn)出點(diǎn)”)與速度與速度方向垂直的半徑方向垂直的半徑,再做再做M、N兩點(diǎn)連線兩點(diǎn)連線(弦弦)的中垂線的中垂線,其交點(diǎn)是圓弧軌道的圓心其交點(diǎn)是圓弧軌道的圓心O,如圖乙所示如圖乙所示.過(guò)兩點(diǎn)過(guò)兩點(diǎn)(一般是一般是“入點(diǎn)入點(diǎn)”或或“出點(diǎn)出點(diǎn)”)的速度方的速度方向夾角向夾角(偏向角偏向角)的補(bǔ)角的補(bǔ)角,做角平分線做角平分線,角平分線上到角平分線上到兩直線距離等于半徑的點(diǎn)即為圓心兩直線距離等于半徑的點(diǎn)即為圓心,如圖丙所示如圖丙所示.(2)確定幾何關(guān)系確定幾何關(guān)系在確定圓弧、半徑的幾何圖形中，作合適輔在確定圓弧、半徑的幾何圖形中，作合適輔助線，依據(jù)圓、三角形的特點(diǎn)，應(yīng)用勾股定助線，依據(jù)圓、三角形的特點(diǎn)，應(yīng)用勾股定理、三角函數(shù)、三角形相似等，寫出運(yùn)動(dòng)軌理、三角函數(shù)、三角形相似等，寫出運(yùn)動(dòng)軌跡半徑跡半徑r、圓心角、圓心角(偏向角偏向角)，與磁場(chǎng)的寬度、，與磁場(chǎng)的寬度、角度，相關(guān)弦長(zhǎng)等的幾何表達(dá)式角度，相關(guān)弦長(zhǎng)等的幾何表達(dá)式易混易錯(cuò)天天清易混易錯(cuò)天天清考前預(yù)測(cè)成績(jī)升考前預(yù)測(cè)成績(jī)升1. 如圖為一如圖為一“濾速器濾速器”裝置的示意裝置的示意圖圖,a、b為水平放置的平行金屬為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入進(jìn)入a、b兩板之間兩板之間.為了選取為了選取某種具有特定速率的電子某種具有特定速率的電子,可在可在a、b間加上電壓間加上電壓,并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)使所選電子并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)使所選電子仍能夠沿水平直線仍能夠沿水平直線OO運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),由由O射出射出.不計(jì)重不計(jì)重力作用力作用,能達(dá)到上述目的的辦法是能達(dá)到上述目的的辦法是()A.使使a板電勢(shì)高于板電勢(shì)高于b板板,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.使使a板電勢(shì)低于板電勢(shì)低于b板板,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C.使使a板電勢(shì)高于板電勢(shì)高于b板板,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外磁場(chǎng)方向垂直紙面向外D.使使a板電勢(shì)低于板電勢(shì)低于b板板,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外磁場(chǎng)方向垂直紙面向外解析解析:選選AD.電子帶負(fù)電電子帶負(fù)電,若若a板電勢(shì)高板電勢(shì)高,則電場(chǎng)力則電場(chǎng)力向上向上,電子所受洛倫茲力必須向下電子所受洛倫茲力必須向下,由左手定則可由左手定則可知知,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里磁場(chǎng)方向垂直紙面向里;若若a板電勢(shì)低板電勢(shì)低,則電場(chǎng)則電場(chǎng)力向下力向下,電子所受洛倫茲力必須向上電子所受洛倫茲力必須向上,由左手定則由左手定則可知可知,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.A、D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確.2.如圖所示如圖所示,由由abcd組成的一閉合線框組成的一閉合線框,其中其中a、b、c三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0,L,0)(L,L,0),(L,0,0),整個(gè)空間整個(gè)空間處于沿處于沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,通入電流通入電流I,方向如方向如圖所示圖所示,關(guān)于各邊所受的安培力的大小關(guān)于各邊所受的安培力的大小,下列說(shuō)法中下列說(shuō)法中正確的是正確的是()A.ab邊與邊與bc邊受到的安培力大小相等邊受到的安培力大小相等,方向方向相互垂直相互垂直B.cd邊受到的安培力最大邊受到的安培力最大,方向平行于方向平行于xOz平平面面C.cd邊與邊與ad邊受到的安培力大小相等邊受到的安培力大小相等,方向方向平行于平行于yOz平面平面D.ad邊不受安培力作用邊不受安培力作用解析：選解析：選B.由由FBIL可知，可知，ab邊所受的安培力邊所受的安培力大小為大小為FabBIL；bc邊與磁感應(yīng)強(qiáng)度邊與磁感應(yīng)強(qiáng)度B平行，所平行，所以以bc邊所受的安培力為零，即邊所受的安培力為零，即Fbc0，A錯(cuò)錯(cuò)誤誤cd邊所受的安培力大小邊所受的安培力大小FcdBILcd，方向平，方向平行 于行 于 x O z 平 面 ；平 面 ； a d 邊 所 受 安 培 力邊 所 受 安 培 力 Fa dBILabcosadOBILOd，方向垂直于，方向垂直于yOz平面，平面，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知由數(shù)學(xué)知識(shí)可知LcdLOd，所以，所以B正確，正確，C、D錯(cuò)錯(cuò)誤誤3.如圖所示，如圖所示，MN是紙面內(nèi)的一條直線，其所在空是紙面內(nèi)的一條直線，其所在空間內(nèi)充滿了與紙面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和與紙面垂直間內(nèi)充滿了與紙面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一種的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一種(場(chǎng)區(qū)都足夠大，電場(chǎng)和磁場(chǎng)場(chǎng)區(qū)都足夠大，電場(chǎng)和磁場(chǎng)均不會(huì)隨時(shí)間變化均不會(huì)隨時(shí)間變化)，現(xiàn)有一重力不計(jì)的帶電粒子，現(xiàn)有一重力不計(jì)的帶電粒子從從MN上的上的O點(diǎn)以水平初速度點(diǎn)以水平初速度v0射入場(chǎng)區(qū)，下列判射入場(chǎng)區(qū)，下列判斷正確的是斷正確的是()A若只改變粒子的水平初速度若只改變粒子的水平初速度v0大小，發(fā)現(xiàn)粒大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到子再回到MN上時(shí)所用的時(shí)間不變，則該空間存上時(shí)所用的時(shí)間不變，則該空間存在的一定是磁場(chǎng)在的一定是磁場(chǎng)B若只改變粒子的水平初速度若只改變粒子的水平初速度v0大小，發(fā)現(xiàn)粒大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到子再回到MN上時(shí)與其所成夾角不變，則該空間上時(shí)與其所成夾角不變，則該空間存在的一定是磁場(chǎng)存在的一定是磁場(chǎng)C如果粒子再回到如果粒子再回到MN上時(shí)速度大小不變，則該上時(shí)速度大小不變，則該空間存在的一定是電場(chǎng)空間存在的一定是電場(chǎng)D如果粒子再回到如果粒子再回到MN上時(shí)速度增大，則該空間上時(shí)速度增大，則該空間存在的有可能是磁場(chǎng)存在的有可能是磁場(chǎng)由帶電粒子在直線邊界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知由帶電粒子在直線邊界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,若只改變粒子的水平初速度若只改變粒子的水平初速度v0大小大小,發(fā)現(xiàn)粒子再回發(fā)現(xiàn)粒子再回到到MN上時(shí)與其所成夾角不變上時(shí)與其所成夾角不變,則該空間存在的一定則該空間存在的一定是磁場(chǎng)是磁場(chǎng),B正確正確;若該空間存在的是磁場(chǎng)若該空間存在的是磁場(chǎng),由于洛倫茲由于洛倫茲力不做功力不做功,故粒子回到故粒子回到MN上的速度大小不變上的速度大小不變,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤;如果粒子回到如果粒子回到MN上時(shí)速度增大上時(shí)速度增大,只有電場(chǎng)力對(duì)粒子只有電場(chǎng)力對(duì)粒子做功做功,則該空間存在的一定是電場(chǎng)則該空間存在的一定是電場(chǎng),D錯(cuò)誤錯(cuò)誤.4.如圖所示如圖所示,在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上,有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量均相同的正負(fù)離子有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量均相同的正負(fù)離子(不計(jì)重力不計(jì)重力),從點(diǎn)從點(diǎn)A以相同的速率先后射入磁場(chǎng)中以相同的速率先后射入磁場(chǎng)中,入射方向與入射方向與邊界成邊界成角角,則正負(fù)離子在磁場(chǎng)中則正負(fù)離子在磁場(chǎng)中()A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.運(yùn)動(dòng)軌道的半徑相同運(yùn)動(dòng)軌道的半徑相同C.重新回到邊界時(shí)速度的大小和方向相同重新回到邊界時(shí)速度的大小和方向相同D.重新回到邊界的位置與重新回到邊界的位置與A點(diǎn)距離相等點(diǎn)距離相等運(yùn)動(dòng)時(shí)間和軌道對(duì)應(yīng)的圓心角成正比，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間和軌道對(duì)應(yīng)的圓心角成正比，所以正離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，選項(xiàng)正離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由幾何知錯(cuò)誤；由幾何知識(shí)可知識(shí)可知ABAC，選項(xiàng)，選項(xiàng)D正確重新回到邊界正確重新回到邊界時(shí)的速度的大小和方向相同，選項(xiàng)時(shí)的速度的大小和方向相同，選項(xiàng)C正確正確5.核聚變反應(yīng)需要幾百萬(wàn)度以上的核聚變反應(yīng)需要幾百萬(wàn)度以上的高溫高溫,為把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的為把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的離子約束在小范圍內(nèi)離子約束在小范圍內(nèi)(否則不可能否則不可能發(fā)生核反應(yīng)發(fā)生核反應(yīng)),通常采用磁約束的方法通常采用磁約束的方法(托卡馬克托卡馬克裝置裝置).如圖所示如圖所示,環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)圍成中空區(qū)域環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)圍成中空區(qū)域,中中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大,都不會(huì)都不會(huì)穿出磁場(chǎng)的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)穿出磁場(chǎng)的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi).設(shè)環(huán)狀磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為設(shè)環(huán)狀磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為R105 m，外半徑，外半徑R21.0 m，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B1.0 T，若被束縛，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m4.0107 C/kg，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個(gè)方向的速度求：中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個(gè)方向的速度求：(1)粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場(chǎng)，不能穿越粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場(chǎng)，不能穿越磁場(chǎng)的最大速度；磁場(chǎng)的最大速度；(2)所有粒子不能穿越磁場(chǎng)的最大速度所有粒子不能穿越磁場(chǎng)的最大速度答案：答案：(1)1.5107 m/s(2)1.0107 m/s本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放