高三物理下册随堂演练检测试题18.doc

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第33课时 专题 带电粒子在磁场中运动问题特例

图8－3－8
1．如图8－3－8所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为e/m的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，现欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为(　　)
A．B> B．B< C．B< D．B>
解析：当电子从C点离开时，电子做圆周运动对应的轨道半径最小，有R>＝，而R＝，所以B<，C项正确．
答案：C

图8－3－9
2．在xOy平面内有许多电子(质量为m，电荷量为e)从坐标原点O不断以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第一象限，如图8－3－9所示．现加上一个垂直于xOy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴向x轴正方向运动，试求出符合条件的磁场的最小面积．
解析：所有电子在所求的匀强磁场中均做匀速圆周运动，由ev0B＝m，得半径为R＝.
设与x轴正向成α角入射的电子从坐标为(x，y)的P点射出磁场，
则有x2＋(R－y)2＝R2①
①式即为电子离开磁场的下边界b的表达式，当α＝90°时，电子的运动轨迹为磁场的上边界a，其表达式为：(R－x)2＋y2＝R2②
由①②式所确定的面积就是磁场的最小范围，如图所示，其面积为
S＝2＝2.

答案：2

图8－3－10
3．(2009·全国Ⅰ，21)如图8－3－10所示，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向外．P是y轴上距原点为h的一点，N0为x轴上距原点为a的一点．A是一块平行于x轴的挡板，与x轴的距离为，A的中点在y轴上，长度略小于.带电粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变．质量为m，电荷量为q(q>0)的粒子从P点瞄准N0点入射，最后又通过P点．不计重力．求粒子入射速度的所有可能值．
解析：设粒子的入射速度为v，第一次射出磁场的点为N0′，与板碰撞后再次进入磁场的位置为N1.粒子在磁场中运动的半径为R，有R＝①
粒子速率不变，每次进入磁场与射出磁场位置间距离x1保持不变
x1＝N0′N0＝2Rsin θ②
粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离x2始终不变，与N0′N1相等．由图可以看出
x2＝a③
设粒子最终离开磁场时，与挡板相碰n次(n＝0,1,2，…)．若粒子能回到P点，由对称性，出射点的x坐标应为－a，即(n＋1)x1－nx2＝2a④
由③④式得x1＝a⑤
若粒子与挡板发生碰撞，有x1－x2>⑥
联立③④⑥式得n<3⑦
联立①②⑤式得v＝·a⑧
式中sin θ＝，代入⑧式得v0＝，n＝0⑨
v1＝，n＝1⑩
v2＝，n＝2.⑪

答案：　　

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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