高中物理：第三章 6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版選修3-1

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1、3.6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（一） 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的原因。 2、帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期。 【重點(diǎn)難點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式，并能用來分析有關(guān)問題。 【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】 1、帶電粒子在磁場中是否一定受洛倫茲力？ 2、洛倫茲力的計(jì)算公式為___________________，θ為________________方向與_______方向的夾角，當(dāng)θ=90°時(shí)，F(xiàn)=_________；當(dāng)θ=0°時(shí)，F(xiàn)=_____

2、__。 3、當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場方向垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場中做_____________運(yùn)動(dòng)。 軌道半徑r =___________， 周期T =____________。 4、沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，所受洛倫茲力_______做功，它的速率________（選填變大、變小或不變），同時(shí)洛倫茲力的大小也__________（選填變大、變小或不變）。 【典型例題】 1、如圖，MN為勻強(qiáng)磁場左邊界，右邊無界，已知粒子q＝-2×10-2C，B＝4T，θ＝300，vo＝100m/s,m＝2g,求粒子射出磁場時(shí)離射入點(diǎn)的距離d和在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。若粒子電量為q＝+

3、2×10-2C，同樣條件下求上問中的d和t。 2、如圖，已知q＝-4×10-2C，B＝2T，θ1＝600，θ2＝300,m＝2×10-2kg,粒子在磁場中經(jīng)過P點(diǎn)，OP＝2m，求（1）vo；（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。 3、如圖直線MN和PQ間勻強(qiáng)磁場寬度為L=2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=5T，方向垂直紙面向里，質(zhì)量為m=1kg帶電量為q=+2×10-2C的粒子以圖示方向與MN成角射入，若要使粒子從PQ邊射出，粒子的速度至少是多少？ 【針對練習(xí)】 1、質(zhì)子（）

4、和α粒子（）從靜止開始經(jīng)相同的電壓加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場做圓周運(yùn)動(dòng)，則這兩粒子的動(dòng)能之比Ek1：Ek2＝　　　，軌道半徑之比r1：r2＝ 　 ，周期之比T1：T2＝ 。 2、6.如圖所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一給定的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于圓弧所在平面且指向紙外.有一束粒子對準(zhǔn)a端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度.但都是一價(jià)正離子，則( ). (A)只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管 (B)只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管 (C)只有動(dòng)量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管 (D)只有動(dòng)能大小一定的粒子

5、可以沿中心線通過彎管 3. 如圖所示，一電子從a點(diǎn)以速度v垂直進(jìn)入長為d=m、寬為h=1m的矩形磁場區(qū)域，沿曲線ab運(yùn)動(dòng)，通過b點(diǎn)離開磁場.已知電子質(zhì)量為m=2kg，電量為q＝－0.5C，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T，ab的弧長為s，則該電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？ 4. 如圖所示，在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xOy平面并指向紙面外，磁感臆強(qiáng)度為B，一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場，入射方向在xOy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ.若粒子射出磁場的位置與O點(diǎn)距離為1，求該粒子的電量和質(zhì)量之比q/m.(全國高考試題) 5、如圖所示，足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)從ad邊的中心O點(diǎn)處，垂直磁場方向射入一速度為v0的帶正電粒子，v0與ad邊的夾角為30°.已知粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，ad邊長為L，不計(jì)粒子的重力. (1)求要使粒子能從ab邊射出磁場，v0的大小范圍. (2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間是多少?在這種情況下，粒子將從什么范圍射出磁場?