山東省青島國(guó)開(kāi)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)習(xí)題課

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)習(xí)題課【自主學(xué)習(xí)】 一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．若v∥B時(shí)，帶電粒子所受洛倫茲力F＝0，帶電粒子以速度v做________運(yùn)動(dòng)。2．若v⊥B時(shí)，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(dòng)。（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(duì)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子總不作功；二、復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用1.復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中兩個(gè)或三個(gè)并存。帶電粒子在這些復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須同時(shí)考慮電場(chǎng)力、洛侖茲力和重力的作用或其中兩個(gè)力的作用。2.當(dāng)帶電粒在復(fù)合場(chǎng)所受的合力為零時(shí)，微粒將做 3.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)所受的電場(chǎng)力和重力相平衡時(shí)，洛倫茲力提供向心力，粒子將 【課堂探究】單邊界磁場(chǎng)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(chǎng)。一正電子從A點(diǎn)以與MN成30°角的速度v射入磁場(chǎng)（正電子質(zhì)量為m，電荷為e）MNBMNBvA（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變式，若上題中進(jìn)入磁場(chǎng)的是負(fù)電子，結(jié)果如何？當(dāng)粒子進(jìn)入電場(chǎng)和射出電場(chǎng)在同一邊界時(shí)，入射角和出射角有什么關(guān)系？MMNBvA拓展1、一個(gè)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(guò)小孔O射入存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)方向垂直，并垂直于圖1中紙面向里.（1）求離子進(jìn)入磁場(chǎng)后到達(dá)屏S上時(shí)的位置與O點(diǎn)的距離.OBSvθP（2）如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)時(shí)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(zhǎng)方形磁場(chǎng)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(chǎng)中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是30°，則電子的質(zhì)量是，穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是。變式、如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)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(guò)一個(gè)處于矩形空間的勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(zhǎng)為a和a電子剛好從矩形的相對(duì)的兩個(gè)頂點(diǎn)間通過(guò),求電子在磁場(chǎng)中的飛行時(shí)間。第4題圓形磁場(chǎng)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(chǎng)，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(chǎng)邊緣A點(diǎn)沿圓的半徑AO方向射入磁場(chǎng)，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角。（1）粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑（2）粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變式、如圖所示的圓形區(qū)域里，勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)。這些質(zhì)子在磁場(chǎng)中（）A、運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大B、運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡越長(zhǎng)C、運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短射出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度越小D、運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短射出磁場(chǎng)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(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子以速度v0從M點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)，并由N點(diǎn)射出，O點(diǎn)為圓心，∠MON=120°時(shí)，求：帶電粒子在磁場(chǎng)區(qū)域的