高中物理：第三章 6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版選修3-1

3.6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一） 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的原因。2、帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式，并能用來(lái)分析有關(guān)問(wèn)題?！疽c(diǎn)導(dǎo)學(xué)】1、帶電粒子在磁場(chǎng)中是否一定受洛倫茲力？2、洛倫茲力的計(jì)算公式為_(kāi)，為_(kāi)方向與_方向的夾角，當(dāng)=90°時(shí)，F(xiàn)=_；當(dāng)=0°時(shí)，F(xiàn)=_。3、當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做_運(yùn)動(dòng)。軌道半徑r =_，周期T =_。4、沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子，所受洛倫茲力_做功，它的速率_（選填變大、變小或不變），同時(shí)洛倫茲力的大小也_（選填變大、變小或不變）?！镜湫屠}】1、如圖，MN為勻強(qiáng)磁場(chǎng)左邊界，右邊無(wú)界，已知粒子q-2×10-2C，B4T，300，vo100m/s,m2g,求粒子射出磁場(chǎng)時(shí)離射入點(diǎn)的距離d和在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。若粒子電量為q+2×10-2C，同樣條件下求上問(wèn)中的d和t。2、如圖，已知q-4×10-2C，B2T，1600，2300,m2×10-2kg,粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，OP2m，求（1）vo；（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。3、如圖直線MN和PQ間勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)=2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=5T，方向垂直紙面向里，質(zhì)量為m=1kg帶電量為q=+2×10-2C的粒子以圖示方向與MN成角射入，若要使粒子從PQ邊射出，粒子的速度至少是多少？【針對(duì)練習(xí)】1、質(zhì)子（）和粒子（）從靜止開(kāi)始經(jīng)相同的電壓加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，則這兩粒子的動(dòng)能之比Ek1：Ek2，軌道半徑之比r1：r2 ，周期之比T1：T2 。2、6.如圖所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一給定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圓弧所在平面且指向紙外.有一束粒子對(duì)準(zhǔn)a端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度.但都是一價(jià)正離子，則( ).(A)只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管(B)只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管(C)只有動(dòng)量大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管(D)只有動(dòng)能大小一定的粒子可以沿中心線通過(guò)彎管3. 如圖所示，一電子從a點(diǎn)以速度v垂直進(jìn)入長(zhǎng)為d=m、寬為h=1m的矩形磁場(chǎng)區(qū)域，沿曲線ab運(yùn)動(dòng)，通過(guò)b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng).已知電子質(zhì)量為m=2kg，電量為q0.5C，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T，ab的弧長(zhǎng)為s，則該電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少？4. 如圖所示，在y0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面并指向紙面外，磁感臆強(qiáng)度為B，一帶正電的粒子以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xOy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為.若粒子射出磁場(chǎng)的位置與O點(diǎn)距離為1，求該粒子的電量和質(zhì)量之比q/m.(全國(guó)高考試題)5、如圖所示，足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)從ad邊的中心O點(diǎn)處，垂直磁場(chǎng)方向射入一速度為v0的帶正電粒子，v0與ad邊的夾角為30°.已知粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，不計(jì)粒子的重力.(1)求要使粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)，v0的大小范圍.(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間是多少?在這種情況下，粒子將從什么范圍射出磁場(chǎng)?