高中物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》学案（1）（新人教版选修3-1）VIP专享VIP免费

3.6带电粒子在匀强磁场中的运动（一）【学习目标】1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时在匀强磁场中做匀速圆周运动的原因。2、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的半径和周期。【重点难点】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题。【要点导学】1、带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？2、洛伦兹力的计算公式为___________________，θ为________________方向与_______方向的夹角，当θ=90°时，F=_________；当θ=0°时，F=_______。3、当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做_____________运动。轨道半径r=___________，周期T=____________。4、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，所受洛伦兹力_______做功，它的速率________（选填变大、变小或不变），同时洛伦兹力的大小也__________（选填变大、变小或不变）。【典型例题】1、如图，MN为匀强磁场左边界，右边无界，已知粒子q＝-2×10-2C，B＝4T，θ＝300，vo＝100m/s,m＝2g,求粒子射出磁场时离射入点的距离d和在磁场中的运动时间t。若粒子电量为q＝+2×10-2C，同样条件下求上问中的d和t。2、如图，已知q＝-4×10-2C，B＝2T，θ1＝600，θ2＝300,m＝2×10-2kg,粒子在磁场中经过P点，OP＝2m，求（1）vo；（2）粒子在磁场中运动的时间。3、如图直线MN和PQ间匀强磁场宽度为L=2m，磁感应强度为B=5T，方向垂直纸面向里，质量为m=1kg带电量为q=+2×10-2C的粒子以图示方向与MN成角用心爱心专心v0A2PO1v0射入，若要使粒子从PQ边射出，粒子的速度至少是多少？【针对练习】1、质子（H11）和α粒子（He42）从静止开始经相同的电压加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子的动能之比Ek1：Ek2＝，轨道半径之比r1：r2＝，周期之比T1：T2＝。2、6.如图所示，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且指向纸外.有一束粒子对准a端射入弯管，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以沿中心线通过弯管(B)只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(C)只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管(D)只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管3.如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d=32m、宽为h=1m的矩形磁场区域，沿曲线ab运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m=2kg，电量为q＝－0.5C，磁场的磁感应强度为B=2T，ab的弧长为s，则该电子在磁场中运动的时间为多少？用心爱心专心LQPNMOv04.如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感臆强度为B，一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O点距离为1，求该粒子的电量和质量之比q/m.(全国高考试题)5、如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v0的带正电粒子，v0与ad边的夹角为30°.已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计粒子的重力.(1)求要使粒子能从ab边射出磁场，v0的大小范围.(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少?在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场?用心爱心专心