山东省青岛国开中学人教版高中物理选修3-1学案36带电粒子在磁场中的运动习题课

带电粒子在匀强磁场中运动习题课【自主学习】 一、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B时，带电粒子所受洛伦兹力F＝0，带电粒子以速度v做________运动。2．若v⊥B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做________运动。（1）向心力由洛伦兹力提供，即______________；（2）轨道半径公式：R＝___________；（3）周期：T＝__________；（4）频率：f＝_________；3、由于洛仑兹力始终和速度方向相互垂直，所以洛仑兹力对运动的带电粒子总不作功；二、复合场中带电粒子运动的简单应用1.复合场是指电场、磁场、重力场中两个或三个并存。带电粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛仑兹力和重力的作用或其中两个力的作用。2.当带电粒在复合场所受的合力为零时，微粒将做 3.当带电粒子在复合场所受的电场力和重力相平衡时，洛伦兹力提供向心力，粒子将 【课堂探究】单边界磁场例1，如图，直线MN上方有磁感应强度为B的足够大的匀强磁场。一正电子从A点以与MN成30°角的速度v射入磁场（正电子质量为m，电荷为e）MNBMNBvA（2）粒子在磁场中运动的时间变式，若上题中进入磁场的是负电子，结果如何？当粒子进入电场和射出电场在同一边界时，入射角和出射角有什么关系？MMNBvA拓展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，并垂直于图1中纸面向里.（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.OBSvθP（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θOBSvθP双边界长方形磁场例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。变式、如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边外侧以速率V0垂直匀强磁场射入，入射方向与CD边的夹角为θ，已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从EF边射出，求电子的速率V0至少是多少！第4题拓展2、如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直。且平行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长为a和a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过,求电子在磁场中的飞行时间。第4题圆形磁场例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，方向垂直纸面向里。电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角。（1）粒子做圆周运动的半径（2）粒子在磁场中的运动时间变式、如图所示的圆形区域里，匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场。这些质子在磁场中（）A、运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大B、运动时间越长，其轨迹越长C、运动时间越短射出磁场区域时速度越小D、运动时间越短射出磁场区域速度的偏向角越小拓展3、如图所示，在半径为r的圆形区域内，有一个匀强磁场，一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区，并由N点射出，O点为圆心，∠MON=120°时，求：带电粒子在磁场区域的