山東省青島國開中學(xué)人教版高中物理選修3-1學(xué)案36帶電粒子在磁場中的運(yùn)動習(xí)題課

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動習(xí)題課【自主學(xué)習(xí)】 一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動1．若v∥B時，帶電粒子所受洛倫茲力F＝0，帶電粒子以速度v做________運(yùn)動。2．若v⊥B時，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做________運(yùn)動。（1）向心力由洛倫茲力提供，即______________；（2）軌道半徑公式：R＝___________；（3）周期：T＝__________；（4）頻率：f＝_________；3、由于洛侖茲力始終和速度方向相互垂直，所以洛侖茲力對運(yùn)動的帶電粒子總不作功；二、復(fù)合場中帶電粒子運(yùn)動的簡單應(yīng)用1.復(fù)合場是指電場、磁場、重力場中兩個或三個并存。帶電粒子在這些復(fù)合場中運(yùn)動時，必須同時考慮電場力、洛侖茲力和重力的作用或其中兩個力的作用。2.當(dāng)帶電粒在復(fù)合場所受的合力為零時，微粒將做 3.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場所受的電場力和重力相平衡時，洛倫茲力提供向心力，粒子將 【課堂探究】單邊界磁場例1，如圖，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場。一正電子從A點(diǎn)以與MN成30°角的速度v射入磁場（正電子質(zhì)量為m，電荷為e）MNBMNBvA（2）粒子在磁場中運(yùn)動的時間變式，若上題中進(jìn)入磁場的是負(fù)電子，結(jié)果如何？當(dāng)粒子進(jìn)入電場和射出電場在同一邊界時，入射角和出射角有什么關(guān)系？MMNBvA拓展1、一個負(fù)離子，質(zhì)量為m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)過小孔O射入存在著勻強(qiáng)磁場的真空室中，如圖所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與離子的運(yùn)動方向垂直，并垂直于圖1中紙面向里.（1）求離子進(jìn)入磁場后到達(dá)屏S上時的位置與O點(diǎn)的距離.OBSvθP（2）如果離子進(jìn)入磁場后經(jīng)過時間t到達(dá)位置P，證明:直線OP與離子入射方向之間的夾角θOBSvθP雙邊界長方形磁場例2、如圖所示，一束電子（電量為e）以速度v垂直射入磁感強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿透磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是，穿透磁場的時間是。變式、如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d，邊界為CD和EF。一電子從CD邊外側(cè)以速率V0垂直勻強(qiáng)磁場射入，入射方向與CD邊的夾角為θ，已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，為使電子能從EF邊射出，求電子的速率V0至少是多少！第4題拓展2、如圖所示,一束電子流以速率v通過一個處于矩形空間的勻強(qiáng)磁場,速度方向與磁感線垂直。且平行于矩形空間的其中一邊,矩形空間邊長為a和a電子剛好從矩形的相對的兩個頂點(diǎn)間通過,求電子在磁場中的飛行時間。第4題圓形磁場例3，如圖所示，分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從磁場邊緣A點(diǎn)沿圓的半徑AO方向射入磁場，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角。（1）粒子做圓周運(yùn)動的半徑（2）粒子在磁場中的運(yùn)動時間變式、如圖所示的圓形區(qū)域里，勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里，有一束速率各不相同的質(zhì)子自A點(diǎn)沿半徑方向射入磁場。這些質(zhì)子在磁場中（）A、運(yùn)動時間越長，其軌跡對應(yīng)的圓心角越大B、運(yùn)動時間越長，其軌跡越長C、運(yùn)動時間越短射出磁場區(qū)域時速度越小D、運(yùn)動時間越短射出磁場區(qū)域速度的偏向角越小拓展3、如圖所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入磁場區(qū)，并由N點(diǎn)射出，O點(diǎn)為圓心，∠MON=120°時，求：帶電粒子在磁場區(qū)域的