高三物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 第3單元 磁場對運動電荷的作用（2）學(xué)案（選修3-1）.doc

1、a第九章 第3單元 磁場對運動電荷的作用（2）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解洛倫茲力的概念及洛倫茲力與電場力、安培力的區(qū)別；2理解帶電粒子的vB時，粒子在勻磁場中做勻速圓周運動；會推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式，并會用它們解答有關(guān)問題；【自主學(xué)習(xí)】 三、帶電粒子做勻速圓周運動的分析方法：1、圓心的確定 (1)已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點作 于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的 就是圓弧軌道的 (如圖甲所示，圖中P為入射點，M為出射點)。(2)已知入射方向和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的 ，連接入射點和出射點，作其 ，這兩條垂線的 就是圓弧軌道的 (如

2、圖乙所示，P為入射點，M為出射點)。(3)帶電粒子在不同邊界磁場中的運動：直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖所示)。平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)。圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示)。2、半徑的確定和計算：（1）利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑（或圓心角）（2）注意以下重要的幾何特點：aa粒子速度的偏向角（）等于回旋角（圓心角），并等于AB弦與切線的夾角（弦切角）的2 倍（如圖），即=2t.3、運動時間的確定:（1）直接根據(jù)公式 t =s / v 或 t =/求出運動時間t；（2）粒子在磁場中運動時間的確定:利用回旋角（即圓心角）與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于360

3、,計算出圓心角的大小，由公式t=T/360,可求出粒子在磁場中的運動時間?！纠?】如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向外的足夠大的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，正、負(fù)電子同時從O點以與MN成300角的相同速度v射入該磁場區(qū)域(電子質(zhì)量為m，電量為e)，經(jīng)一段時間后從邊界MN射出。求： (1)它們從磁場中射出時，出射點間的距離；(2)它們從磁場中射出的時間差?！纠?】如圖所示，一束質(zhì)子沿平行于ab的方向從正方形的頂點a射入勻強磁場，分成兩部分，分別從bc邊和cd邊的中點e、f點射出磁場，求兩部分質(zhì)子的速度之比?！纠?】如圖所示，在某空間實驗室中，有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大

4、反向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B0.10 T，磁場區(qū)域半徑r2 /3 m，左側(cè)區(qū)圓心為O1，磁場向里，右側(cè)區(qū)圓心為O2，磁場向外兩區(qū)域切點為C.今有質(zhì)量m3.21026 kg.帶電荷量q1.61019 C的某種離子，從左側(cè)區(qū)邊緣的A點以速度v106 m/s正對O1的方向垂直磁場射入，它將穿越aaC點后再從右側(cè)區(qū)穿出求：(1)該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間(2)離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移距離為多大？(側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動的距離)【課后訓(xùn)練】1、如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面是一正方形的勻強磁場，下列判斷正確的是（ ） A、電子在磁場中運動的時間越

5、長，其軌跡越長B、電子在磁場中運動的時間越長，其軌跡線所對應(yīng)的圓心角越大C、在磁場中運動時間相同的電子，其軌跡線一定重合D、電子的速率不同，它們在磁場中運動的時間一定不相同2、帶電荷量為q的粒子在勻強磁場中運動，下列說法中正確的是( )A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B如果把q改為q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直 D粒子在只受到洛倫茲力作用下運動的動能、速度均不變3、如圖所示，勻強磁場區(qū)域的寬度d=8cm，磁感強度B=0.332T，磁場方向垂直紙面向里，在磁場邊界aa的中央放置一放射源S，它向各個不

6、同方位均勻放射出速率相同的粒子（重力不計），已知粒子的質(zhì)量m=6.6410-27kg，電量q=3.21019C，初速率v0=3.2106m/s，求粒子從磁場區(qū)另一邊界bb射出時的最大長度范圍。aa4、如圖所示，在真空中半徑r3.0102 m的圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強度B0.2 T，方向如圖的勻強磁場，一批帶正電的粒子以初速度v01.0106 m/s，從磁場邊界上直徑ab的一端a沿著各個方向射入磁場，且初速度方向與磁場方向都垂直，該粒子的比荷為q/m1.0108 C/kg，不計粒子重力求：(1)粒子的軌跡半徑； (2)粒子在磁場中運動的最長時間；(3)若射入磁場的速度改為v03.0105 m/s，其他條件不變，試用斜線畫出該批粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域(sin 370.6，cos 370.8)5、如圖，在某裝置中有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于Oxy所在的紙面向外。某時刻在x=l0、y=0處，一質(zhì)子沿y軸的負(fù)方向進入磁場；同一時刻，在x= -l0、y=0處，一個粒子進入磁場，速度方向與磁場垂直。不考慮質(zhì)子與粒子的相互作用。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，