浙江省台州市高中物理 第三章 磁场 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动学案（无答案）新人教版选修31.doc

带电粒子在磁场中运动班级 姓名 第 小组【目标解读】1.能根据带电粒子的运动规律判断磁场范围2.会用类比方法解决带电粒子在磁场中碰撞问题3.会利用临界条件求解粒子的运动规律【自主学习】一. 在如图所示的平面直角坐标系xoy中，有一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出)，磁场方向垂直于xoy平面，o点为该圆形区域边界上的一点。现有一质量为m，带电量为q的带电粒子(重力不计)从o点以初速度沿十x方向进入磁场，已知粒子经过y轴上p点时速度方向与y方向夹角为30，op=l求：(1)磁感应强度的大小和方向(2)该圆形磁场区域的最小面积（提示：从o到p点粒子经历了圆周运动，匀速直线运动，也就是说，粒子没有完全在磁场中。尝试画出粒子的轨迹）vv0oxyp二如图所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场，场强大小为e。一粒子源子不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为0，经电场作用后恰好从e处的小孔射出，现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为b（图中未出画），粒子仍恰好从e孔射出。（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略）（1）判断所加的磁场方向。（2）求分别加电场和磁场时，粒子从e孔射出时的速率。（3）求电场强度e与磁感应强度b的比值。【合作探究】粒子碰撞了挡板，相当于光在镜面反射，反弹后速度大小不变，方向相反）三 .如图所示，在半径为r的绝缘圆筒内有匀强磁场，方向垂直纸面向里，圆筒正下方有小孔c与平行金属板m.n相通。两板间距离为d，两板与电动势为e的电源连接，一带电量为q.质量为m的带电粒子（重力忽略不计），开始时静止于c点正下方紧靠n板的a点，经电场加速后从c点进入磁场，并以最短的时间从c点射出(即与圆筒碰撞两次)。已知带电粒子与筒壁的碰撞无电荷量的损失，且碰撞后以原速率返回。求：筒内磁场的磁感应强度大小；带电粒子从a点出发至重新回到a点射出所经历的时间。abcmned-q,mr四如图所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为。在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场一质量为、带电量为十的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝的点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点，则两电极之间的电压应是多少？（不计重力。整个装置在真空中。画出粒子轨迹后再运算。）acbdo-q s【巩固练习】五如图所示，坐标空间中有场强为e的匀强电场和磁感应强度为b的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界.现有一质量为m，电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置(-l，0)处，以初速度v0沿x轴正方向开始运动，且已知.试求:（1）电荷进入磁场中速度大小与方向？（2）要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d应满足的条件.（不计粒子重力）v0(-l,0)obm,-qxey六如图所示，两水平放置的平行金属板间存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度b1=0.40t，方向垂直纸面向里，电场强度e=2.0105v/m，pq为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xoy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b2=0.25t，磁场边界ao和y轴的夹角aoy=45。一束带电量q=8.010-19c的正离子从p点射入平行板间，沿中线pq做直线运动，穿出平行板后从y轴上的q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在4590之间。求：（1）离子运动的速度v；（2）离子的质量m的范围。（不计重力影响）（提示，分析两个临界夹角）偏转磁场nmhg加速电场u+甲甲七在甲图中，带正电粒子从静止开始经过电势差为u的电场加速后，从g点垂直于mn进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线mn为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为b，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的h点.测得g、h间的距离为 d，粒子的重力可忽略不计。（1）设粒子的电荷量为q，质量为m，试证明该粒子的比荷为：；gmn乙（