2022年带电粒子在磁场中的运动学案 .pdf

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1、多练出技巧巧思出硕果学科班级姓名第六节带电粒子在匀强磁场中的运动习题课【学习目标】1、会计算洛伦兹力的大小，并能判断其方向。2、掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，并能解决确定圆心、半径、运动轨迹、周期、运动时间等相关问题。3、学会处理带电粒子在有界磁场中的临界问题。【课前自学】1运动特点由于带电粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力方向总是与速度方向垂直且大小不变，因此带电粒子将做运动，圆周运动的轨道平面与磁场方向，其向心力来自洛伦兹力。洛伦兹力对粒子不做功。2半径公式带电粒子q，以速度v 垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力。qvBmv2R，解得： R。3周期

2、公式由 qvBmv2R、T2Rv可得： T。可见粒子做圆周运动的周期与粒子运动速度 v 和半径 R 无关。【课堂探究】探究一：带电粒子在磁场中的运动- 圆心和轨迹的确定方法例 1、试大致画出以下几种情况下带电粒子的运动轨迹(1) 直线边界(2) 平行边界精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果学习改变命运知识成就未来山西省平遥中学“导学展评练”教学模式(3)圆形边界总结： 1、圆心的确定方法：。2、圆形磁场中粒子的运动规律：。探究二 : 带电粒子在匀强磁场中的运动- 半径和运动时间的确定方法例 2、如图

3、所示，在x 轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为 -q 的的粒子，以速度 v 从 O 点射入磁场，角已知，粒子重力不计，求(1)粒子在磁场中的运动时间. (2)粒子离开磁场的位置距入射点的距离.【小组探究问题】：如何找出圆心、画出大致轨迹？如何求出粒子运动的周期？粒子的运动时间和周期有什么关系？如何求出粒子运动的半径？离开磁场的位置距入射点的距离和半径什么关系？针对训练1、如图所示，半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力 )从 A 点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B 点射出，若 AOB120 ，则该带电粒子在磁场中运动的时间为() A.2

4、 r3v0B.2 3 r3v0C. r3v0D.3 r3v0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果细节决定成败点滴铸就辉煌山西省平遥中学“导学展评练”教学模式总结： 1半径的确定方法：。2运动时间的确定方法：。探究三 : 带电粒子在有界磁场中运动- 临界或极值问题例 3、一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图所示，一电荷质量为m、带电荷量为q，不计重力，以某一速度(方向如图 )射入磁场若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？【小组探究问题】：以不同速度大小入射的粒子的运动轨迹有何不同？试着画出来。你

5、能找到粒子从右边界射出的临界条件？画出临界轨迹？根据临界状态的轨迹，如何求出圆周运动的半径？如何根据半径求出速度？针对训练2：长为 l 的水平极板间有如图所示的匀强磁场，磁感强度为B，板间距离也为l 。现有一质量为m 、带电量为+q 的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度v0射入磁场，不计重力。要想使粒子不打在极板上，则粒子进入磁场时的速度v0应满足什么条件?总结：有界磁场区域， 一般存在临界问题，处理的方法是：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果射出或不射出磁场的临界状态一般是学习改变命运

6、知识成就未来山西省平遥中学“导学展评练”教学模式【课堂训练】1、 如图所示，比荷为e/m 的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B 的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（）A、2Bed/m B、Bed/m C、Bed/(2m) D、2Bed/m 2、边长为a 的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以v0水平射入磁场后，分别从A处和 C 处射出，则vA：vC=_；所经历的时间之比tA：tB=_。3. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v 垂直射入磁感应强度为B、宽度为d 的有界匀强磁场中， 穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是30 ， 则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页多练出技巧巧思出硕果细节决定成败点滴铸就辉煌精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页