山东省乐陵市第一中学高中物理 带电粒子在匀强磁场中

山东省乐陵市第一中学2015高中物理带电粒子在匀强磁场中的运

动复习学案1 新人教版选修1-1

学习目标：

1.理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动；

2.会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关；

学习重点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹

学习难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹

自主学习：

复习回顾:

1．什么是洛伦兹力？

2．带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？

二．带电粒子在匀强磁场中的运动

1.匀速直线运动

若带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），则带电粒子受到的洛伦兹力为，带电粒子将做运动。

2.匀速圆周运动

垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子，若仅受洛伦兹力作用，，由于洛伦兹力的方向始终与粒子的运动方向，因此粒子的运动速度大小，洛伦兹力的大小也，洛伦兹力对带电粒子的作用正好起到了力的作用，所以带电粒子做运动。

自主检测:

1.两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场，它们在磁场中作匀速圆周运动的半径相同，且转动方向也相同，那么这两粒子的情况是（）

A．两粒子的速度大小一定相同B．两粒子的质量一定相同

C．两粒子的运动周期一定相同D．两粒子所带电荷种类一定相同

2013级高二物理选修3-1 时间2014---11 班级：姓名：小组：——————装———————订——————————线—————————————<带电粒子在匀强磁场中的运动一>合作探究案

主备人：张翠霞审核人：

合作探究一: 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径及周期

例题1.一带电量为q，质量为m ，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其半径r和周期T为多大？

总结：由以上结果可知，粒子速度越大，轨迹半径越；磁场越强，轨迹半径越，粒子运动的周期与粒子的速度大小（“有”或“无”）关，磁场越强，周期越。

1

2

1．氘核( )、氚核( )、氦核( )都垂直磁场方向入射同一匀强磁场，求以下几种情况下，它们轨道半径之比及周期之比各是多少？

（1）以相同速率射入磁场；

（2）以相同动能射入磁场．

合作探究二、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心,半径及运动时间的确定 圆心的确定：

（1）已知入射方向和出射方向,可以通过入射点和出射点分别作垂直与入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（图一）

图一 图二

（2）已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心（图二）

2.半径的确定： 利用平面几何的关系及三角函数，求出该圆的可能半径

３．圆心角的确定：

（１）粒子速度的偏向角φ等于圆心角α，并等于AB 弦与切线的夹角θ（弦切角）的２倍． 即φ=α=2θ=ωt

４.运动时间的确定：

首先利用周期公式求出运动周期，然后利用偏转角（即圆心角α）与弦切角的关系， 计算出圆心角α的大小,由公式 t=αT/ 360°可求出粒子在磁场中运动的时间

例２ 质量为m ，电荷量为q 的带负电粒子，以初速度v0垂直进入磁感应强度为B 、宽度为L 的匀强磁场区域，如图所示。求 (1)带电粒子的运动轨迹及运动性质 (2)带电粒子运动的轨道半径 (3)带电粒子离开磁场电的速率 (4)带电粒子离开磁场时的偏转角θ V P

O V 0

P M O V

H 21H 31He

42L v 0 a b v θ θ y R

R

B

(5)带电粒子在磁场中的运动时间t

(6)带电粒子离开磁场时偏转的侧位移

当堂检测

１. 在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（）A．粒子的速率加倍，周期减半

B．粒子的速率加倍，轨道半径减半

C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4

D．粒子的速率不变，周期减半

２.两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动（）A. 若速率相等，则半径一定相等 B. 若质量相等，则周期一定相等

C. 若动量大小相等，则半径一定相等

D. 若动量相等，则周期一定相等

收获总结：

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