高三物理一轮复习第九章第3单元磁场对运动电荷的作用(2)学案(选修3-1).pdf

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1、精品教案可编辑第九章第 3 单元磁场对运动电荷的作用（2）【学习目标】1理解洛伦兹力的概念及洛伦兹力与电场力、安培力的区别；2理解带电粒子的vB 时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动；会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题；【自主学习】三、带电粒子做匀速圆周运动的分析方法：1、圆心的确定(1)已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作于入射方向和出射方向的直线，两条直线的就是圆弧轨道的(如图甲所示，图中P为入射点，M为出射点)。(2)已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的，连接入射点和出射点，作其，这两条垂线的就是圆弧轨道的(如图乙

2、所示，P为入射点，M为出射点)。(3)带电粒子在不同边界磁场中的运动：直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)。平行边界(存在临界条件，如图所示)。圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)。精品教案可编辑2、半径的确定和计算：（1）利用平面几何关系，求出该圆的可能半径（或圆心角）（2）注意以下重要的几何特点：粒子速度的偏向角（）等于回旋角（圆心角），并等于 AB 弦与切线的夹角（弦切角）的2 倍（如图），即=2t.3、运动时间的确定:（1）直接根据公式t=s/v 或 t=/求出运动时间t；（2）粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角（即圆心角）与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360

3、 ,计算出圆心角的大小，由公式t=T/360 ,可求出粒子在磁场中的运动时间。【例 1】如图所示，直线MN 上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，正、负电子同时从O 点以与 MN 成 300角的相同速度v 射入该磁场区域(电子质量为m，电量为 e)，经一段时间后从边界MN 射出。求：(1)它们从磁场中射出时，出射点间的距离；(2)它们从磁场中射出的时间差。【例 2】如图所示，一束质子沿平行于ab 的方向从正方形的顶点a 射入匀强磁场，分成两部分，分别从 bc 边和 cd 边的中点 e、f 点射出磁场，求两部分质子的速度之比。精品教案可编辑【例 3】如图所示，在某空间实验

4、室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度B 0.10 T，磁场区域半径r23/3 m，左侧区圆心为O1，磁场向里，右侧区圆心为O2，磁场向外两区域切点为C.今有质量m3.2 1026 kg.带电荷量q1.6 1019 C 的某种离子，从左侧区边缘的A点以速度v106 m/s 正对O1的方向垂直磁场射入，它将穿越C点后再从右侧区穿出求：(1)该离子通过两磁场区域所用的时间(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)【课后训练】1、如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面是一正方形的匀

5、强磁场，下列判断正确的是（）A、电子在磁场中运动的时间越长，其轨迹越长B、电子在磁场中运动的时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大C、在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合D、电子的速率不同，它们在磁场中运动的时间一定不相同2、带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变精品教案可编辑C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变3、如图所示，匀强磁场区域的宽度d=8cm，磁感强度 B=0.332T，

6、磁场方向垂直纸面向里，在磁场边界 aa的中央放置一放射源 S，它向各个不同方位均匀放射出速率相同的粒子（重力不计），已知粒子的质量m=6.64 10-27kg，电量 q=3.2 10-19C，初速率v0=3.2 106m/s，求粒子从磁场区另一边界bb 射出时的最大长度范围。精品教案可编辑4、如图所示，在真空中半径r 3.0 10 2 m 的圆形区域内，有磁感应强度B0.2 T，方向如图的匀强磁场，一批带正电的粒子以初速度v0 1.0 106 m/s，从磁场边界上直径ab的一端a沿着各个方向射入磁场，且初速度方向与磁场方向都垂直，该粒子的比荷为q/m 1.0 108 C/kg，不计粒子重力求：

7、(1)粒子的轨迹半径；(2)粒子在磁 场中运动的最长时间；(3)若射入磁场的速度改为v03.0 105 m/s，其他条件不变，试用斜线画出该批粒子在磁场中可能出现的区域(sin 370.6，cos 37 0.8)5、如图，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于Oxy 所在的纸面向外。某时刻在 x=l0、y=0 处，一质子沿y 轴的负方向进入磁场；同一时刻，在x=-l0、y=0 处，一个粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直。不考虑质子与粒子的相互作用。设质子的质量为m，电荷量为e（粒子带正电，质量为4m，电荷量为2e）。求：（1）如果质子经过坐标原点O，它的速度为多大？（2）如果粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，粒子的速度应为何值？方向如何？