河北省唐山市开滦第二中学高中物理第3章带电粒子在匀强磁场中的运动第1课时导学案新人教版选修3-1【学习目标】1、理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动2、会分析带电粒子在匀强磁场中的运动规律【重点难点】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法。【学习内容】核心知识探究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、当不计重力的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的表达式该如何推导？周期T呢？4、洛伦兹力做功与否？说说你的判断依据？解题方法探究【典型例题】一、带电粒子在有界磁场中的运动例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。拓展：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。1例2、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成角射入，若要使粒子从PQ边射出，粒子的速度至少是多少？例3、在以坐标原点0为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射人磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出．（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；（2）若磁场的方向和所范围不变，而磁感应强度的大小变为B'，该粒子仍从A处以相同的速度射人磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B'是多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？2【课堂小结与反思】【课后作业与练习】1、质子（）和α粒子（）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.如图所示，一电子以速度v紧靠上极板射入一处于两平行金属板之间磁感应强度为B的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直．且平行于金属板的其中一边，板的长为，板间距为a，要使电子能从两极板间射出，求电子入射速度的取值范围．（电子的比荷为q/m）3.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，磁感应强度为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L，求该粒子的电量和质量之比q/m.34、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?5、电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示.磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点.为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电于束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多大4
