山东省临朐实验中学高二物理 带电粒子在磁场中运动习题课（一）学案.doc

山东省临朐实验中学高二物理学案：带电粒子在磁场中运动习题课（一）自主学习：1、带电粒子在磁场中运动（不计其它作用）（1）若v/b，带电粒子以速度v做 运动（此情况下洛伦兹力f=0）（2）若vb，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做 运动。向心力由洛伦兹力提供： =m轨道半径公式：r= 。周期：t= = ，频率：f= 。角频率： 。说明：t、f和的两个特点：t、f和的大小与轨道半径（r）和运动速率（v）无关，只与 和 有关；比荷（）相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，t、f和相同。2、如何确立带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间？3、电场和磁场对电荷作用的区别如何？典例分析：1、带电粒子在半无界磁场中运动例1、如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为b.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从o点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为.求：（1）该粒子射出磁场的位置坐标；（2）该粒子在磁场中运动的时间.（粒子所受重力不计）变式训练1、一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏s经过小孔o射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度b的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里.（1）求离子进入磁场后到达屏s上时的位置与o点的距离.（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置p，证明:直线op与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是。obsvp感悟总结：2、带电粒子在有界磁场中运动例2、如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感强度为b，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是 。例3、如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于纸面向里。已知带电量为q（粒子带负电）、质量为m的粒子从磁场的边缘a点沿圆的半径ao方向射入磁场，穿过磁场区域后，速度方向偏转了60角。（不计该粒子的重力）（1）请画出该带电粒子在该圆形区域内的运动轨迹的示意图。（2）请推导该带电粒子在进入该圆形区域时的入射速度的大小v的表达式。感悟总结：随堂检测：1、一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的p（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度b和射出点的坐标。xybavo2、如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径a2a4为边界的两个半圆形区域、中，a2a4 与a1a3的夹角为60。一质量为m，带电量为+q的粒子以某一速度从区的边缘点a1处沿与a1a3成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于a2a4的方向经过圆心o进入区，最后再从a4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求区和区中的磁感应强度的大小。（忽略粒子重力）。临朐实验中学高二年级 物理 科学案 no