高考物理一轮复习 专题8.2 磁场对运动电荷的作用教学案

答案: ACD

9.如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1 cm,中点O与S间的距离d=4.55 cm,MN与SO直线的夹角为θ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10 T。电子质量m=9.1×10

6

-4

-31

kg,电荷量e=-1.6×10

-19

C,不计电子重力。

电子源发射速度v=1.6×10 m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为

l,则( )

A.θ=90°时,l=9.1 cm B.θ=60°时,l=9.1 cm C.θ=45°时,l=4.55 cm D.θ=30°时,l=4.55 cm 解析: 电子在匀强磁场运动的轨道半径为

mvR==4.55 cm qB

答案: AD

10.如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。

解析: 轨迹示意图如图所示,由射入、射出点的半径可找到圆心O′,并得出半径为r=

2amv3mv=,得B=;射出点坐标为(0,3a)。

2aq3Bq

答案:

3mv (0,3a) 2aq11.如图所示的平面坐标系xOy,在整个区域内充满了匀强磁场,磁场方向垂直坐标平面,磁感应强度B随时间变化的关系如图b所示。开始时刻,磁场方向垂直纸面向里(如图),t=0时刻有一带正电的粒子(不计重力)从坐标原点O沿x轴正方向进入磁场,初速度为v0=2×10 m/s。已知该带电粒子的比荷为=1.0×10 C/kg。试求:

3

qm4

4π-4

(1)t1=×10 s时粒子所处位置的坐标(x1,y1);

3

(2)带电粒子进入磁场运动后第一次到达y轴时离出发点的距离h。

比较粒子在磁场中做圆周运动的周期T和磁场变化周期可知,粒子在t1时间内运动了三分之一圆周,其圆心为O1,运动轨迹对应的圆心角为120°,作出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示。由图中几何关系有:

x1=Rcos 30°④

y1=R(1+sin 30°)=1.5R⑤

联立①④⑤并代入数据得:x1=

3

m,y1=0.6 m。 5

4?3?-4

故t1=π×10 s时,粒子所处位置的坐标为? m,0.6 m?

3?5?

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