1.3帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有界磁場(chǎng)導(dǎo)學(xué)案-高二下學(xué)期物理人教版選擇性

帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)學(xué)案基礎(chǔ)理解1.直線邊界總結(jié)：軌跡具有對(duì)稱(chēng)性。從同一直線邊進(jìn)、出，進(jìn)的角度和出的角度相等。2.平行直線邊界①平行直線邊射入②垂直直線邊射入③與直線邊成θ角射入，向不同方向轉(zhuǎn)總結(jié)：圓軌跡的半徑與速度有關(guān)，所以粒子有可能從同一條邊界或另一條邊界射出，其臨界條件是軌跡與另一直線邊相切。利用三角函數(shù)或勾股定理求解圓半徑R。3.矩形和三角形邊界（a）（b）（c）（d）總結(jié)：由于邊界的限制，粒子的運(yùn)動(dòng)常常出現(xiàn)臨界問(wèn)題。一般臨界的位置都在圓與直線相切處。如（b）圖軌跡與上邊相切從右邊射出；（c）圖軌跡與AC邊相切從AB邊射出；（d）圖軌跡與BC邊相切從AC邊射出。跟蹤練習(xí)1．在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過(guò)y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是()A.eq\f(3v,2aB)，正電荷B.eq\f(v,2aB)，正電荷C.eq\f(3v,2aB)，負(fù)電荷D.eq\f(v,2aB)，負(fù)電荷2.（多選）如右圖所示，直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷相同的兩個(gè)粒子沿AB方向射入磁場(chǎng)，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，則()A．從P射出的粒子速度大B．從Q射出的粒子速度大C．從P射出的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)D．兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)3．（多選）如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子同時(shí)從勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的P點(diǎn)以等大的速度，以與邊界成30°和60°的交角射入磁場(chǎng)，又恰好不從另一邊界飛出，設(shè)邊界上方的磁場(chǎng)范圍足夠大，下列說(shuō)法中正確的是（

）A.A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為B.A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為C.A、B兩粒子的之比為D.A、B兩粒子的之比為4.一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形區(qū)域的左邊界ad長(zhǎng)為L(zhǎng)，現(xiàn)從ad中點(diǎn)O垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向與ad邊夾角為30°、大小為v0的帶正電粒子，如下圖所示．已知粒子電荷量為q，質(zhì)量為m(重力不計(jì))：（1）．若要求粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)，v0應(yīng)滿足什么條件？（2）．若要求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，粒子應(yīng)從哪一條邊界處射出，出射點(diǎn)位于該邊界上何處？最長(zhǎng)時(shí)間是多少？基礎(chǔ)理解4.圓形邊界總結(jié):沿徑向射入圓形磁場(chǎng)的粒子必沿徑向射出，運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱(chēng)性。（圖甲）不沿徑向射入時(shí)，粒子射入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與半徑夾角為θ，則粒子射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與半徑夾角也為θ。（圖乙）跟蹤練習(xí)5．如圖所示，為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在Ｏ點(diǎn)處有一放射源，沿半徑方向射出速率為的不同帶電粒子，其中帶電粒子1從A點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，不考慮帶電粒子的重力．則（）A．帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為3∶1B．帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為∶1C．帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為2∶1D．帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為1∶26.兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.不計(jì)粒子的重力，下列說(shuō)法正確的是()A.a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電 B.a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大C.b粒子動(dòng)能較大 D.b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)7.（多選）如圖所示，半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直徑ab水平。電子帶電荷量為、質(zhì)量為m，以速率v從a處始終沿紙面射入磁場(chǎng)，當(dāng)電子在a處的速度方向與aO夾角為30°、斜向下時(shí)，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相比進(jìn)入時(shí)的改變了60°。不計(jì)電子的重力，下列說(shuō)法正確的是()A.圓形區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.改變?nèi)肷浞较颍?dāng)電子經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)