《带电粒子在磁场中的运动》学案VIP专享VIP免费

第5课时带电粒子在磁场中的运动【高考要求】洛仑兹力公式、带电粒子在匀强磁场中的运动在考试说明中属第Ⅱ类要求.【知识回顾】１．若v//B，带电粒子以速度v做运动。（此情况下洛伦兹力F=）２．若，带电粒子在垂直磁感线的平面内以入射速度v做运动。⑴向心力由提供，公式：⑵轨道半径公式R=⑶周期T=3．说一说洛伦兹力与安培力的区别与联系？【典例探讨】类型“”一、带电粒子在磁场中的圆周运动的基本型问题例1、如图所示，有一磁感应强度9.0×10-4T的匀强磁场，C、D为垂直于磁场的同一平面内的两点，它们之间的距离,今有一电子在此磁场中运动，它经过C点时的速度v的方向和磁场方向垂直，且与CD间的夹角,求：⑴电子在C点时所受的洛伦兹力的方向如何？⑵当电子运动到D点时，它的速度v是多大？⑶电子从C点首次运动到D点所用时间是多少？（电子质量，电子电荷量）练习1、如图所示，一束电子电量为e、以速度v垂直于磁场射入磁感强度B、宽度D的匀强磁场中，穿过磁场时电子的速度方向与原来射入方向的夹角是30°，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间是多少？解后反思：(1)圆心的确定：(2)半径的确定和计算：(3)粒子在磁场中运动时间T的确定：类型二、带电粒子在有界磁场中运动例2、如图所示，一束电子的电量e质量m以速度v垂直于磁场射入磁感强度B、宽度D的匀强磁场中，若要求电子不从右边界穿出，则初速度的大小应满足什么条件？变式1、若与边界下方成α=60°，要使粒子能从右边界射出，则初速度的大小应满足什么条件？变式2、若与边界上方成α=600，要使粒子能从右边界射出，则初速度的大小应满足什么条件？解后反思：例3、如图所示，图中半径R＝10cm的圆形区域内有匀强磁场，其边界跟y轴在坐标原点O处相切；磁场B＝0.33T垂直于纸面向内，在O处有一放射源S可沿纸面向各个方向射出速率均为v=3.2106m/s的α粒子；已知α粒子质量为m=6.610-27kg，电量q=3.210-19C，则α粒子通过磁场空间的最大偏转角θ及在磁场中运动的最长时间各多少？解后反思：CDθvyxOSDaBBBv0BaDDv0BaBv0Da练习3、如图所示，在x轴的上方（y≥0）存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感强度为B。在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电量为q的负离子，速率都为v，对那些在xy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大距离x=，最大距离y=。类型三、洛伦兹力的多解问题例4、如图所示，长为L、板间距离也为L，且不带电的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。现有质量为m、电荷量为q的正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，则v应满足什么条件？练习4、（07年天津理综，19，）如图所示，在x轴上方存在着纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电性（）A.3v/2aB,正电荷C.3v/2aB,负电荷B.v/2aB,正电荷D.v/2aB,负电荷练习5、一质量为m，电量为q的电子在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷做匀速圆周运动，若磁场方向垂直于它的运动平面，且作用在电子的电场力恰好是磁场力的3倍，则电子做圆周运动的角速度可能是（）A.B.C.D.解后反思：带电粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动的问题一般有多解。形成多解的原因有：【针对训练】OyxxyOyxBvO