2014安徽高考物理一轮全程复习配套课件：9.2《磁场对运动电荷的作用》（人教版）.pptVIP

【变式训练】（2012·温州模拟）如图 是质谱仪的工作原理示意图.初速度不同 的带电粒子被加速电场加速后,进入速度 选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁 场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S 上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述不正确的是（ ） A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小 【解析】选D.粒子先在电场中加速,进入速度选择器做匀速直线运动,最后进入磁场做匀速圆周运动.在速度选择器中受力平衡:Eq=qvB,得v=E/B,方向由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外,B、C正确.进入磁场后,洛伦兹力提供向心力,qvB0= 得, 粒子半径与比荷成反比,所以A对,D错.故选D. 考查内容 带电粒子在磁场中运动的多解问题 【例证】如图甲所示，MN为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示.有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子质量为m、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力.求： （1）磁感应强度B0的大小. （2）要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值. 【规范解答】设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向. （1）正离子射入磁场，洛伦兹力提供向心力 做匀速圆周运动的周期 由两式得磁感应强度 （2）要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场， v0的方向应如图所示， 两板之间正离子只运动一个周期即T0时， 有 当两板之间正离子运动n个周期，即nT0时， 有R= （n=1，2，3…） 联立求解，得正离子的速度的可能值为 （n=1，2，3…） 答案：（1） （2） （n=1，2，3…） 1.（2012·合肥模拟）电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A.速率越大，周期越大 B.速率越小，周期越大 C.速度方向与磁场方向平行 D.速度方向与磁场方向垂直 【解析】选D.由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期 公式 可知T与v无关，故A、B均错；当v与B平行时，电子 不受洛伦兹力作用，故电子不可能做圆周运动，只有v⊥B时， 电子才受到与v和B都垂直的洛伦兹力，故C错、D对. 2.如图所示,MN为两个匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2,一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入磁感应强度为B1的磁场,则经过多长时间它将向下再一次通过O点（ ） A. B. C. D. 【解析】选B.粒子在磁场中的运动轨迹如图所示.由周期公式 知,粒子从O点进入磁场到再一次通过O点的时间 所以B选项正确. 3.（2012·阜阳模拟）如图所示，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.若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ） A.a粒子动能最大 B.c粒子速率最大 C.b粒子在磁场中运动时间最长 D.它们做圆周运动的周期TaTbTc 【解析】选B.由题图知粒子运动轨迹的半径之间的关系为 rarbrc，因为粒子的质量和电荷量都相同，由 知， vavbvc，由 知Ta=Tb=Tc，故B正确，A、D错误.粒 子在磁场中的运动时间为 因为θaθbθc，所以 tatbtc，故C错误. 4.如图是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速度为零）后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则（ ） A.a的质量一定大于b的质量 B.a的电荷量一定大于b的电荷量 C.a运动的时间大于b运动的时间 D.a的比荷（qa/ma）大于b的比荷（qb/mb） 【解析】选D.根据动能定理qU= mv2,再根据牛顿第二定律 解得: 由于x2＞x1,故r2＞r1,即a的比 荷大于b的比荷,故A、B错误,D正确.再根据 a的 运动时间小于b的运动时间,C错误. 5.电子质