用“动态圆”模型求解磁场题
带电粒子在磁场中的运动经常涉及动态圆。常见的动态圆模型有两种,往往都还涉及边界(极值)问题。模型1如图1,一束带负电的粒子以初速度垂直进入匀强磁场,若初速度方向相同,大小不同,所有粒子运动轨迹的圆心都在垂直于初速度的直线上,速度增大时,轨道半径随着增大,所有粒子的轨迹组成一组动态的内切圆。
模型2如图2,一束带负电的粒子以初速度垂直进入匀强磁场,若初速度大小相同,方向不同,则所有粒子运动的轨道半径相同,但不同粒子的圆心位置不同,其共同规律是:所有粒子的圆心都在以入射点为圆心,以轨道半径为半径的圆上,从而可以找出动态圆的圆心轨迹。使用时应注意各圆的绕向。其他模型:粒子的射入位置变化对应的平移圆:练习:1.如图所示,在圆形区域内存在一垂直于纸面向里的匀强磁场,一束速率各不相同的质子从A点沿圆形磁场的半径方向射入磁场。关于质子在该磁场内的运动情况,下列说法正确的是()A.运动时间越长的,其轨迹越长B.运动时间越长的,其射出磁场时的速率越大C.运动时间越长的,其轨迹对应的圆心角越大D.运动时间越长的,其速度方向的偏转角越大2一束电子以不同的速率沿如图所示方向飞入横截面是一个正方形的,方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,则下列说法中正确的是()A在磁场中运动时间越长的电子,其轨迹线一定越长B在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合C在磁场中运动时间越长的电子,其轨迹所对应的圆心角一定越大
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fD速率不同的电子,在磁场中运动时间一定不同3(单选)如图所示,在正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场.一个质量为m、电量为q的带电粒子(重力不计)从AB边以速度V进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°.若粒子能从AB边穿出磁场,则粒子在磁场中运动的过程中,粒子到AB边的最大距离为()ABCD
4(单选)如图所示,直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子(不计重力)沿AB方向射入磁场,分别从AC边上的P、Q两点射出,则()A.从P点射出的粒子速度大B.两个粒子射出磁场时的速度一样大C.从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长D.两个粒子在磁场中运动的时间一样长5(单选)如图,沿x方向有界、沿y方向无界的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直纸面向内,大量的速率不同的电子(不计重力)从O点沿x轴正方向进r