高中物理 第三章 磁場 3_6帶電粒子在勻強磁場中的運動學案新人教版選修3-1

3.6帶電粒子在勻強磁場中的運動一、帶電粒子在勻強磁場中的運動引導學生預測電子束的運動情況。（1）不加磁場時，電子束的徑跡；（2）加垂直紙面向外的磁場時，電子束的徑跡；（3）保持出射電子的速度不變，增大或減小磁感應強度，電子束的徑跡；（4）保持磁感應強度不變，增大或減小出射電子的速度，電子束的徑跡。結(jié)論：當帶電粒子的初速度方向與磁場方向垂直時，粒子在勻強磁場中做_推導：一帶電量為q，質(zhì)量為m ，速度為v的帶電粒子垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，其半徑r和周期T為多大？。總結(jié)：粒子速度越大，軌跡半徑越大；磁場越強，軌跡半徑越小。粒子運動的周期與粒子的速度大小無關。磁場越強，周期越短。例1：一個帶電粒子在磁場力作用下做勻速圓周運動，要想確定帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比，則只需要知道（ ）A.運動速度v和磁感應強度B B.磁感應強度B和運動周期TC.軌道半徑R和運動速度V D.軌道半徑R和磁感應強度B例2：氘核( )、氚核( )、氦核( )都垂直磁場方向入射同一勻強磁場，求以下幾種情況下，它們軌道半徑之比及周期之比各是多少？（1）以相同速率射入磁場；（2）以相同動能射入磁場二帶電粒子在磁場中做圓周運動的分析方法：1. 圓心的確定方法： 方法2： 2. 半徑的確定： 3. 確定運動時間： 二有關圓周運動的幾何結(jié)論：1.粒子從一直線邊界射入磁場后，又從同一邊界射出， 2.速度偏向角，圓心角和弦切角的關系， 3.在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子， 例3： 正負電子垂直于磁場方向，并與直線邊界成=30角射入磁場，且速度之比為2:1，如圖所示，不計重力，則正負電子在磁場中的運動時間之比為 , 運動周期之比為 ，運動半徑之比為 。例4：如圖所示，一帶正電粒子質(zhì)量為m，帶電量為q，從隔板ab上一個小孔P處與隔板成45角垂直于磁感線射入磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)，粒子初速度大小為v，則 ：(1)粒子經(jīng)過多長時間再次到達隔板？(2)到達點與P點相距多遠？（不計粒子的重力）:課后鞏固：1、關于帶電粒子所受洛侖茲力f、磁感應強度B和粒子速度v三者之間的關系，下列說法中正確的是（ ）A、f、B、v三者必定均相互垂直B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直vC、B必定垂直于f，但f不一定垂直于vD、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B2、（多選）有關電荷受電場力和洛侖茲力的說法中，正確的是（ ）A、電荷在磁場中一定受磁場力的作用B、電荷在電場中一定受電場力的作用C、電荷受電場力的方向與該處電場方向垂直D、電荷若受磁場力，則受力方向與該處磁場方向垂直3. 一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則 （ ）A此空間一定不存在磁場 B此空間可能有方向與電子速度平行的磁場 C此空間可能有磁場 ，方向與電子速度垂直 D以上說法都不對第4題4.如圖所示，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是 （ ）5.如圖所示，空間有磁感應強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)（不計重力），則在磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小與方向應是 （ ）AB/v，方向豎直向上BB/v，方向水平向左CBv，垂直紙面向里 DBv，垂直紙面向外第6題6.如圖所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v,若加一個垂直紙面向外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率 （ ）A變大 B變小 C不變 D條件不足，無法判斷第7題7電子束以一定的初速度沿軸線進入螺線管內(nèi)，螺線管中通以方向隨時間而周期性變化的電流，如圖所示，則電子束在螺線管中做（ ） A勻速直線運動 B勻速圓周運動C加速減速交替的運動 D來回運動8、如圖所示，絕緣劈兩斜面光滑且足夠長，它們的傾角分別為、（)處在垂直紙面向里的勻強磁場中，將質(zhì)量相等，帶等量異種電荷的小球A和B同時從兩斜面的頂端由靜止釋放，不考慮兩電荷之間的庫侖力，則（ ）A、在斜面上兩球做勻加速運動，且aAaB B、在斜面上兩球都做變加速運動C、兩球沿斜面運動的最大位移sAsB D、兩球沿斜面運動的時間tAtB第9題 9在用陰極射線管研究磁場對運動電荷作用的實驗中，將陰極射線管的A、B兩極連在高壓直流電源的正負兩極上從A極發(fā)射出電子，當將一蹄形磁鐵放置于陰極射線管兩側(cè)，顯示出電子束的徑跡如圖所示，則陰極射線管的A極應接在電源的 極上(選填“正”或“負”)；蹄形磁鐵的C端為 極(選填“N”或“S”)。10、有一勻強磁場，磁感應強度大小為1.2T，方向由南指向北，如有一質(zhì)子沿豎直向下的方向進入磁場，磁場作用在質(zhì)子上的力為9.610-14N，則質(zhì)子射入時速度為多大？將在磁場中向哪個方向偏轉(zhuǎn)？ 第11題 11.質(zhì)量為0.1g的小物塊帶有510-4C的電荷,放在傾角為300且足夠長的光滑絕緣的斜面上,整個裝置放在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中,如圖所示.物塊由靜止下滑,滑到某個位置時離開斜面,求:物塊帶何種電荷?物塊剛離開斜面時的速度多大? 物塊從靜止到剛離開斜面的過程中做什么運動,斜面至少多長?