2019-2020年新課標(biāo)教科版3-1選修三3.4《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用-落倫茲》WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標(biāo)教科版3-1選修三3.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用-落倫茲WORD教案1ABCP圖2-341A、B、C是三個(gè)不同規(guī)格的燈泡,按圖2-34所示方式連接恰好能正常發(fā)光,已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng),則三個(gè)燈亮度變化是( )A都比原來(lái)亮 B都比原來(lái)暗CA、B燈比原來(lái)亮,C燈變暗R1R3MOPN rE rR2圖2-35DA、B燈比原來(lái)暗,C燈變亮2如圖2-35所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,電路中O點(diǎn)接地,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),M、N兩點(diǎn)電勢(shì)變化情況是( )A都升高 B都降低CM點(diǎn)電勢(shì)升高,N點(diǎn)電勢(shì)降低圖2-36DM點(diǎn)電勢(shì)降低,N點(diǎn)電勢(shì)升高EM點(diǎn)電勢(shì)的改變量大于N點(diǎn)電勢(shì)的改變量3如圖2-36所示的電路中,電鍵S1、S2、S3、S4均閉合,C是極板水平放置的平行板電容器,極板間懸浮著一油滴P,欲使P向下運(yùn)動(dòng),應(yīng)斷開(kāi)電鍵( ) AS1 BS2 CS3 DS44.兩只額定電壓均為110V的燈泡A和B,額定功率分別為100W和40W,為了使它們接到220V電源上能正常發(fā)光,同時(shí)電路消耗的電功率最小,如圖2-24所示電路中最合理的是圖( ). 圖2-24圖2-405.如圖2-40所示,電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r,在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過(guò)程中,電流表、電壓表的示數(shù)變化情況為 A電流表先減小后增大,電壓表先增大后減小B電流表先增大后減小,電壓表先減小后增大C電流表一直減小,電壓表一直增大D電流表一直增大,電壓表一直減小6(xx年高考天津理綜卷)要測(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻RV,其量程為2 V,內(nèi)阻約2 k.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電流表A,量程0.6 A,內(nèi)阻約0.1 ;電壓表V2,量程5 V,內(nèi)阻約5 k;定值電阻R1,阻值30 ;定值電阻R2,阻值3 k;滑動(dòng)變阻器R3,阻值100 ,額定電流1.5 A;電源E,電動(dòng)勢(shì)6 V,內(nèi)阻約0.5 ;開(kāi)關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干 圖7316(1)有人擬將待測(cè)電壓表V1和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測(cè)量電路中,測(cè)出V1的電壓和電流,再計(jì)算出RV.該方案實(shí)際上不可行,其最主要的原因是_;(2)請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材,設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路要求測(cè)量盡量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)須在同一電路中,且在不增減元件的條件下完成試畫(huà)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖(圖7316中電源與開(kāi)關(guān)已連好),并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號(hào); (3)由上問(wèn)寫(xiě)出V1內(nèi)阻RV的表達(dá)式,說(shuō)明式中各測(cè)量量的物理意義答案:(1)電流表A不能準(zhǔn)確測(cè)量出流過(guò)電壓表V1的電流(2)測(cè)量電壓表V1內(nèi)阻RV的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示(3)RVU1表示V1的電壓U2表示V1和R2串聯(lián)的總電壓7(xx年安徽六校聯(lián)考)在“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,使用的小燈泡標(biāo)有“6 V3 W”,其他可供選擇的器材有:A電壓表V1(量程6 V,內(nèi)阻20 k)B電壓表V2(量程20 V,內(nèi)阻60 k)C電流表A1(量程3 A,內(nèi)阻0.2 )D電流表A2(量程0.6 A,內(nèi)阻1 )E滑動(dòng)變阻器R1(01000 ,0.5 A)F滑動(dòng)變阻器R2(020 ,2 A)G學(xué)生電源E(6 V8 V)H開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干 圖7413某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小燈泡兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I,繪成UI關(guān)系曲線如圖7413甲所示 (1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_,電流表應(yīng)選用_,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_;(2)在虛線框乙中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)所用的電路圖;(3)若將該小燈泡接在電動(dòng)勢(shì)為6 V,內(nèi)阻為4 的電源兩端,則燈泡實(shí)際消耗的功率為_(kāi)W.解析:(1)小燈泡的額定電壓為6 V,所以電壓表選A;算得小燈泡的額定電流為0.5 A,所以電流表選D;根據(jù)調(diào)節(jié)方便的原則可知滑動(dòng)變阻器選F;(3)在小燈泡的UI關(guān)系曲線中,作出電源的UI圖線,兩圖線的交點(diǎn)即為小燈泡的實(shí)際工作狀態(tài),坐標(biāo)的乘積即為小燈泡的實(shí)際功率答案:(1)ADF(2)電路圖如圖所示(滑動(dòng)變阻器分壓法、電流表外接)(3)1.9(1.90.2均對(duì))圖75148(xx年高考安徽卷)用如圖7514所示電路,測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電池的內(nèi)阻較小,為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)造成短路,電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外,可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有:a電流表(量程0.6 A、3 A);b電壓表(量程3 V、15 V);c定值電阻(阻值1 、額定功率5 W);d定值電阻(阻值10 、額定功率10 W);e滑動(dòng)變阻器(阻值范圍010 、額定電流2 A);f滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0100 、額定電流1 A),那么(1)要正確完成實(shí)驗(yàn),電壓表的量程應(yīng)選擇_ V,電流表的量程應(yīng)選擇_A;R0應(yīng)選擇_ 的定值電阻,R應(yīng)選擇阻值范圍是_ 的滑動(dòng)變阻器(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_答案:(1)30.61010(2)電壓表的分流9(xx年高考廣東理綜卷)某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,使用的器材還包括定值電阻(R05 )一個(gè),開(kāi)關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干,實(shí)驗(yàn)原理圖如圖7516甲 (1)在圖乙的實(shí)物圖中,已正確連接了部分電路,請(qǐng)完成余下電路的連接(2)請(qǐng)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟A檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零,調(diào)節(jié)電阻箱,示數(shù)如圖丙所示,讀得電阻值是_;B將開(kāi)關(guān)S1閉合,開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi),電壓表的示數(shù)是1.49 V;C將開(kāi)關(guān)S2_,電壓表的示數(shù)是1.16 V;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1.(3)使用測(cè)得的數(shù)據(jù),計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是_(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(4)由于所用電壓表不是理想電壓表,所以測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)比實(shí)際值偏_(填“大”或“小”) 圖7516解析:(1)見(jiàn)答案圖(2)由題圖丙讀得電阻箱阻值為R20 ;將S1閉合S2斷開(kāi),電壓表示數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)E1.49 V,再將S2閉合,電壓表示數(shù)為R兩端電壓將電壓表視為理想電表,則干路電流I A0.058 A.(3)因?yàn)镮,所以rR0R(520) 0.69 .(4)若考慮電壓表的內(nèi)阻,則S1閉合S2斷開(kāi)時(shí),電壓表示數(shù)為該表兩端電壓,小于電源電動(dòng)勢(shì)答案:(1)如圖所示(2)A.20 C閉合(3)0.69 (4)小7-5-1810(xx年高考北京理綜卷)某同學(xué)通過(guò)查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電阻箱(最大阻值為999.9 ,可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用)、一只電流表(量程Ig0.6 A,內(nèi)阻rg0.1 )和若干導(dǎo)線(1)請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r的要求,設(shè)計(jì)圖7517甲中器件的連接方式,畫(huà)線把它們連接起來(lái) (2)接通開(kāi)關(guān),逐次改變電阻箱的阻值R,讀出與R對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I,并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值R2.6 時(shí),其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖乙所示處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),首先計(jì)算出每個(gè)電流值I的倒數(shù);再制作R坐標(biāo)圖,如圖7518所示,圖中已標(biāo)注出了(R,)的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)請(qǐng)你將與圖乙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)也標(biāo)注在圖7518上(3)在圖7518上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線(4)根據(jù)圖7518描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E_V,內(nèi)電阻r_.解析:(1)本實(shí)驗(yàn)是采用電流表和電阻箱組合測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,只需將它們串聯(lián)起來(lái)即可,實(shí)物連接如圖(2)如圖(3)圖中坐標(biāo)為(1.2,2.8)的點(diǎn)不合理舍去,過(guò)其他的點(diǎn)作直線,如(2)中圖(4)由EIRIr得Rr,圖線的斜率等于電源電動(dòng)勢(shì),在縱軸上的截距等于電源內(nèi)阻的負(fù)值,由圖可知E1.5 V,r0.3 .答案:(1)、(2)、(3)見(jiàn)解析(4)1.5(1.461.54)0.3(0.250.35)11(xx年高考安徽卷)用多用電表進(jìn)行了幾次測(cè)量,指針?lè)謩e處于a和b的位置,如圖768所示若多用電表的選擇開(kāi)關(guān)處于下面表格中所指的擋位,a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少?請(qǐng)?zhí)钤诒砀裰袌D768指針位置選擇開(kāi)關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100 mA_ mA直流電壓2.5 V_ Vb電阻100_ 解析:在讀電壓和電流時(shí),要注意估讀,而在讀電阻擋時(shí)不用估讀答案:23.00.5732012(xx年高考山東理綜卷)在測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)連接電路如圖7612所示閉合電鍵后,發(fā)現(xiàn)電路有故障(已知電源、電表和導(dǎo)線均完好,電源電動(dòng)勢(shì)為E):7-6-12(1)若電流表示數(shù)為零、電壓表示數(shù)為E,則發(fā)生故障的是_(填“待測(cè)金屬絲”“滑動(dòng)變阻器”或“電鍵”)(2)若電流表、電壓表示數(shù)均為零,該同學(xué)利用多用電表檢查故障先將選擇開(kāi)關(guān)旋至_擋(填“歐姆100”“直流電壓10 V”或“直流電流2.5 mA”),再將_(填“紅”或“黑”)表筆固定在a接線柱,把另一支表筆依次接b、c、d接線柱若只有滑動(dòng)變阻器斷路,則多用電表的示數(shù)依次是_、_、_.解析:(1)電流表示數(shù)為零,說(shuō)明電路斷路,由于電壓表示數(shù)為E,說(shuō)明電壓表兩端與電源相連,因而待測(cè)金屬絲斷路(2)判斷電路故障問(wèn)題,應(yīng)利用多用電表的直流電壓擋,電流應(yīng)從多用電表的紅表筆流入多用電表,因而紅表筆應(yīng)與a接線柱相連,當(dāng)只有滑動(dòng)變阻器斷路時(shí),黑表筆接b時(shí),多用電表不能與電源形成閉合回路,示數(shù)為零,黑表筆接c、d時(shí),多用電表與電源兩極相連,示數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)答案:(1)待測(cè)金屬絲(2)直流電壓10 V紅0EE7-6-913(xx年高考全國(guó)卷)如圖769所示的電路中,1、2、3、4、5、6為連接點(diǎn)的標(biāo)號(hào)在開(kāi)關(guān)閉合后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮現(xiàn)用多用電表檢查電路故障,需要檢測(cè)的有:電源、開(kāi)關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各連接點(diǎn) (1)為了檢測(cè)小燈泡以及3根導(dǎo)線,在連接點(diǎn)1、2已接好的情況下,應(yīng)當(dāng)選用多用電表的_擋在連接點(diǎn)1、2同時(shí)斷開(kāi)的情況下,應(yīng)當(dāng)選用多用電表的_擋(2)在開(kāi)關(guān)閉合情況下,若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間的電壓接近電源的電動(dòng)勢(shì),則表明_可能有故障(3)將小燈泡拆離電路,寫(xiě)出用多用電表檢測(cè)該小燈泡是否有故障的具體步驟_解析:(1)小燈泡不亮,即發(fā)生了斷路故障在1、2兩點(diǎn)接好的情況下,應(yīng)當(dāng)選用多用電表的電壓擋,在1、2同時(shí)斷開(kāi),即與電源斷開(kāi)的情況下,應(yīng)當(dāng)選用歐姆擋(2)由“外電路斷開(kāi)時(shí),路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)”可知,5、6兩點(diǎn)可能有故障答案:(1)電壓歐姆(2)開(kāi)關(guān)或連接點(diǎn)5、6(3)將多用電表?yè)跷徽{(diào)至歐姆擋;將紅、黑表筆相接,檢查歐姆擋能否正常工作;測(cè)量小燈泡的電阻,若電阻為無(wú)窮大,表明小燈泡有故障圖2-2514如圖2-25所示,有一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī),內(nèi)阻r=0.6 , R=10 ,U=160 V,電壓表的讀數(shù)為110 V,求:(1)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少?(2)輸入到電動(dòng)機(jī)的電功率是多少?(3)在電動(dòng)機(jī)中發(fā)熱的功率是多少?(4)電動(dòng)機(jī)工作1 h所產(chǎn)生的熱量是多少?二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1若vB,帶電粒子不受洛倫茲力,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做 運(yùn)動(dòng)2若vB,帶電粒子僅受洛倫茲力作用,在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做 運(yùn)動(dòng)1.圓心的確定(1)基本思路:過(guò)軌跡上某點(diǎn)作與速度方向垂直的直線和 弦的中垂線一定過(guò)圓心(2)兩種情形 已知入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、入射方向和出射方向時(shí),可通過(guò)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線,兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心(如1127甲所示,圖中P為入射點(diǎn),M為出射點(diǎn))已知入射方向、入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的位置時(shí),可以通過(guò)入射點(diǎn)作入射方向的垂線,連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn),作其中垂線,這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌跡的圓心(如圖1127乙所示,P為入射點(diǎn),M為出射點(diǎn))2帶電粒子在不同邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱(chēng)性,如圖1128所示)(2)平行邊界(存在臨界條件,如圖1129所示) (3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出,如圖11210所示)3半徑的確定 用幾何知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)求出半徑大小4運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T(mén),當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為時(shí),其運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下式表示:tT(或tT)5帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的程序解題法三步法關(guān)鍵一點(diǎn)(1)剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡和邊界相切(2)當(dāng)速度一定時(shí),弧長(zhǎng)越長(zhǎng),圓心角越大,則帶電粒子在磁 場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng),可由tT或t(s為弧長(zhǎng))來(lái)計(jì)算t.(3)在同一磁場(chǎng)中,同一帶電粒子的速率v變化時(shí),T不變,其運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)1.如圖11218所示,在第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向與y軸平行;在x軸下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與紙面垂直一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場(chǎng),在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng),并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開(kāi)磁場(chǎng)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸交于M點(diǎn)已知OPl,OQ2l.不計(jì)重力求:(1)M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O間的距離;(2)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間解析:(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),在y軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度的大小為a;在x軸正方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)速度為v0;粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間為t1,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為,則at1 v0其中x02l,y0l,又有tan聯(lián)立式,得30因?yàn)镸、O、Q點(diǎn)在圓周上,MOQ90,所以MQ為直徑從圖中的幾何關(guān)系可知,R2lMO6l(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v,從Q到M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,則有vt2帶電粒子自P點(diǎn)出發(fā)到M點(diǎn)所用的時(shí)間t為tt1t2聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù)得11-2-26t(1) .2(xx寧波模擬)如圖11226所示,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子,從A點(diǎn)正對(duì)著圓心O以一定的速度射入半徑為R的絕緣圓筒中圓筒中存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感 應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.若離子與圓筒內(nèi)壁碰撞2次后仍從A點(diǎn)射出設(shè)粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞時(shí)無(wú)能量和電荷量損失,不計(jì)粒子的重力求:(1)離子速度需要滿足的條件(2)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間解析:(1)由于離子與圓筒內(nèi)壁碰撞時(shí)無(wú)能量損失和電荷量損失,每次碰撞后離子的速度方向都沿半徑方向指向圓心,并且軌跡是對(duì)稱(chēng)的,如圖所示離子與圓筒內(nèi)壁碰撞2次,則磁場(chǎng)邊界圓弧所對(duì)的圓心角為,軌跡圓弧所對(duì)的圓心角為rRcotR由Bqvm,得v.(2)離子運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)離子每次偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓心角為,則離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t.3、(xx全國(guó)卷)如圖11211,在0xa區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t0時(shí)刻,一位于坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與y軸正方向的夾角分布在0180范圍內(nèi)已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在tt0時(shí)刻剛好從磁場(chǎng)邊界上P(a,a)點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)求:(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R及粒子的比荷q/m;(2)此時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍;(3)從粒子發(fā)射到全部粒子離開(kāi)磁場(chǎng)所用的時(shí)間思路點(diǎn)撥解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)所有粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑相同(2)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與圓孤的長(zhǎng)度成正比(3)把粒子運(yùn)動(dòng)的各種情形畫(huà)出來(lái)進(jìn)行比較分析解析(1)初速度與y軸正方向平行的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的弧所示,其圓心為C.由題給條件可以得出OCP 此粒子飛出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t0式中T為粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)速度的大小為v,半徑為R,由幾何關(guān)系可得Ra由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有qvBmT聯(lián)立式,得(2)依題意,同一時(shí)刻仍在磁場(chǎng)內(nèi)的粒子到O點(diǎn)距離相同在t0時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中的粒子應(yīng)位于以O(shè)點(diǎn)為圓心、OP為半徑的弧上,如圖所示設(shè)此時(shí)位于P、M、N三點(diǎn)的粒子的初速度分別為vP、vM、vN.由對(duì)稱(chēng)性可知vP與OP、vM與OM、vN與ON的夾角均為/3.設(shè)vM、vN與y軸正向的夾角分別為M、N,由幾何關(guān)系有M N 對(duì)于所有此時(shí)仍在磁場(chǎng)中的粒子,其初速度與y軸正方向所成的夾角應(yīng)滿足 (3)在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)與磁場(chǎng)右邊界相切,其軌跡如圖所示由幾何關(guān)系可知, 由對(duì)稱(chēng)性可知,從粒子發(fā)射到全部粒子飛出磁場(chǎng)所用的時(shí)間tm2t0. 答案(1) a(2)(3)2t04、在如圖11217所示寬度范圍11-2-17內(nèi),用場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)可使初速度是v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)角在同樣寬度范圍內(nèi),若改用方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使該粒子穿過(guò)該區(qū)域,并使偏轉(zhuǎn)角也為(不計(jì)粒子的重力),問(wèn): (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大?(2)粒子穿過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的時(shí)間之比是多大?審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意把握以下三點(diǎn):(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解求解(2)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析(3)兩段運(yùn)動(dòng)的連接點(diǎn)處的速度是求解問(wèn)題的關(guān)鍵解析(1)設(shè)寬度為L(zhǎng).當(dāng)只有電場(chǎng)存在時(shí),帶電粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向上:Lv0t 豎直方向上:vyattan當(dāng)只有磁場(chǎng)存在時(shí),帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,由幾何關(guān)系可知sin,R聯(lián)立解得B.(2)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2T所以.解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是:確定出帶電粒子運(yùn)動(dòng)到邊界處的速度大小和方向- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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