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新課標人教版1-1選修一24磁場對運動電荷的作用同步試題1-資料下載頁

2025-11-22 09:33本頁面

【導讀】下才做勻速圓周運動。指的指向為正電荷運動方向或負電荷運動的反方向。由于洛倫茲力與帶電粒子的運動方向垂。直，故洛倫茲力不做功。勻速圓周運動提供向心力，即rvmqvBf2??。由此得出粒子的回旋半徑：。大；從周期公式可知，同一帶電粒子在同一磁場中運動，不論速度多大，周期都一樣。，只要畫出軌跡中的任意兩點（一般是射入與射出有界磁場。的兩點）的洛倫茲力的方向，其延長線的交點即為圓心；利用圓心角與弦切角的關系或四邊形內角和等于。正、負極板間會產生電場。外電路接通時，極板上的電荷量減小，板間場強減小，洛倫茲力將大于電場力，進入的正負離子又將發生偏轉。這時電動勢仍是E=Bdv，但路端電壓將小于Bdv。在外電路斷開時最終將。p型中空穴為多數載流子；n型中自由電子為多數載流。上極板電勢高，就是p型半導體；若下極板電勢高，就是n型半導體。要使帶電粒子與圓筒內壁碰撞多次后仍

　　

【正文】場力恰好是磁場力的三倍，則負電荷做圓周運動的角速度可能是（） A. 4qBm B. 3qBm C. 2qBm D. qBm 分析：依題中條件“磁場方向垂直于它的運動平面”，磁場方向有兩種可能，且這兩種可能方向相反。在方向相反的兩個勻強磁場中，由左手定則可知負電荷所受的洛侖茲力的方向也是相反的。當負電荷所受的洛侖茲力與電場力方向相同時，根據牛頓第二定律可知 4 2Bqv mvR? ，得 v BqRm?4 此種情況下，負電荷運動的角速度為 ? ? ?vR Bqm4 當負電荷所受的洛侖茲力與電場力方向相反時，有 2 2Bqv mvR? ，得 v BqRm?2 此種情況下，負電荷運動的角速度為 ? ? ?vR Bqm2 應選 A、 C。 3. 臨界狀態不惟一帶電粒子在洛侖茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓弧狀，因此穿越磁場的軌跡可能有多種情況。例 3. 如圖 3 甲所示， A、 B 為一對平行板，板長為 l ，兩板距離為 d ，板間區域內充滿著勻強磁場，磁感應強度大小為 B，方向垂直紙面向里，一個質量為 m，帶電量為 ?q 的帶電粒子以初速 v0 ，從 A、 B 兩板的中間，沿垂直于磁感線的方向射入磁場。求 v0 在什么范圍內，粒子能從磁場內射出？圖 3 分析：粒子射入磁場后受到洛侖茲力的作用，將做勻速圓周運動，圓周運動的圓心在入射點的正上方。要想使粒子能射出磁場區，半徑 r必須小于 14d（粒子將在磁場中轉半個圓周后從左方射出）或大于某個數值（粒子將在磁場中運動一段圓弧后從右方射出）。圖 3 乙畫出了兩種臨界情況的軌跡示意圖。當粒子從左邊射出時，若運動軌跡半徑最大，則其圓心為圖中 O1 點，半徑 r d1 4?。因此粒子從左邊射出必須滿足 r r?1 。由于 r mvqB? 0 所以 v rBqm0 ? 即 v Bdqm0 4? 當粒子從右邊射出時，若運動軌跡半徑最小，則其圓心為圖中 O2 點，半徑為 r2 。由幾何關系可得 r r d l r d ld22 22 2222 4? ???? ??? ? ? ?，因此粒子從右邊射出必須滿足的條件是 r r?2 ，即 v d l qBdm02 244? ?( ) 所以當 v Bdqm0 4?或 v d l qBdm02 244? ?( )時，粒子可以從磁場內射出。 4. 運動的重復性帶電粒子在部分是磁場，部分是電場的空間運動時，運動往往具有重復性，因而形成多解。例 4. 如圖 4 所示，在 x 軸上方有一勻強電場，場強為 E，方向豎直向下。在 x 軸下方有一勻強磁場，磁感應強度為 B，方向垂直紙面向里。在 x軸上有一點 P，離原點的距離為a。現有一帶電量 +q 的粒子，質量為 m，從靜止開始釋放，要使粒子能經過 P 點，其初始坐標應滿足什么條件？（重力作用忽略不計）圖 4 分析：要使粒子能經過 P 點，其初始位置必須在勻強電場區域里。由于沒有明確粒子所在位置，討論如下：（ 1）若粒子從 y軸上由靜止釋放，在電場加速下進入磁場做半徑為 R的勻速圓周運動。由于粒子可能偏轉一個、二個??半圓到達 P 點，故 a nR n? ?2 1 2( )， ? ① 設釋放處距 O 的距離為 y1 ，則有 qEy mv1 212? ② Bqv mvR? 2 ③ 由①、②、③式有 y B qan mE n12 228 1 2? ?( )， ? （ 2）若粒子在電場中的起點坐標為（ x y， 2 ），依題意，有當 x a? ，粒子不可能經過 P 點；當 x a? ，不論 y2 取值如何，粒子均能經過 P 點；當 x a? ，則 a x nR n? ? ?2 1 2( )， ?，同理可得 y B q a xn mE n22 228 1 2? ? ?( ) ( )， ?。

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