(学案)带电粒子在匀强磁场中的运动(1).docx

带电粒子在匀强磁场中的运动 【学习目标】 1．理解洛伦兹力对粒子不做功。 2．理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。 3．会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。 【学习重点】 带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。 【学习难点】 带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。 【学习过程】 一、知识回顾 1．安培力与洛伦兹力 安培力是洛伦兹力的_______________，洛伦兹力是安培力的_____________。 2．洛伦兹力 方向：__________________ 大小：___________________________________ 二、新知学习 （一）带电粒子在匀强磁场中的运动 1．探究一：（小组讨论）带电粒子在磁场中的运动 已知带电粒子质量为m，电荷量为q，速度大小为v，磁感应强度为B，以下列不同方式进入磁场将做什么运动？（不计重力） （1）v∥B进入磁场 （2）v⊥B进入磁场 （3）斜射入磁场 2．探究二：实验验证：用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的运动 洛伦兹力演示仪 （1）励磁电流：________________________________________________ （2）偏转电压：________________________________________________ （3）加速电压：________________________________________________ （4）旋转瓶颈：________________________________________________ （二）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期 1．半径 v⊥B进入磁场，电荷做匀速圆周运动，其匀速圆周运动的向心力由__________提供，则：F=_____________，得：r=_________。 可以看出B ↑，r______；v ↑，r_______ 2．周期 由圆周运动的周期T=__________ 得：T=___________ 周期跟轨道半径和运动速度__________。 三、巩固练习 1．如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场区域内（磁场垂直纸面向里），有一离子（不计重力）从匀强电场左边飞入，恰能沿直线飞过此区域，则（ ） A．若离子带正电，E方向应向下 B．若离子带负电，E方向应向上 C．若离子带正电，E方向应向上 D．不管离子带何种电荷，E的方向都向下 2．ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面（即纸面），并且指向纸外，有一束粒子对准a端射入弯管，如图所示，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子，则（ ） A．只有速度大小一定的粒子可沿中心线通过弯管 B．只有质量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管 C．只有动量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管 D．只有动能大小一定的粒子可沿中心线通过弯管 3．质子和α粒子由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是（ ） A．速度之比为2:1 B．周期之比为1:2 C．半径之比为1:2 D．角速度之比为1:1 4．如图所示，一颗带电粒子（重力不计）在匀强磁场中沿图中轨道运动，中央是一簿绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知（ ） A．粒子的动动方向是abcde B．粒子带正电 C．粒子的运动方向是edcba D．粒子在下半周期比上半周期所用时间长 5．如图所示，正、负电子初速度垂直于磁场方向，沿与边界成30°角的方向射入匀强磁场中，求它们在磁场中的运动时间之比。 6．如图所示的矩形abcd范围内有垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，且ab长度为L，现有荷质比为q/m的正高离子在a处沿ab方向射入磁场，求离子通过磁场后的横向偏移y和偏向角ϕ（设离子刚好从C点飞出）。 参考答案 1．AD 2．C 3．B 4．BC 5．1:5 6．ϕ=arcsinBqLmv 4 / 4