山东省乐陵市第一中学高中物理3.6带电粒子在匀强磁场中的运动(2)导学案(无答案)新人教版选修3-1(新)
山东省乐陵市第一中学高二物理选修3-1《3.6带电粒子在磁场中的运动二》导学案
高二物理选修3-1 使用时间2016-——12—6 班级：小组：姓名：————-—装-———-——订—-—---————线—-————--—-——-《带电粒子在匀强磁场中的运动(二）》导学案【学习目标】1、了解质谱仪的构造和工作原理2、了解回旋加速器的工作原理【重点难点】质谱仪的构造和工作原理回旋加速器的工作原理【自学自测】一．质谱仪1．质谱仪是测量带电粒子的和分析同位素的重要工具。
2．描述质谱仪的工作原理：二．回旋加速器1。
构造：如图所示，D1,D2是半圆形金属盒D形盒的缝隙处接电源。
D形盒处于匀强磁场中.2.原理：交流电的周期和粒子加速做圆周运动的周期,粒子在做圆周运动的过程中一次次的经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次次的反向,粒子就会一次次的加速.由qvB= 得E km= ,可见粒子获得的最大动能由和决定,与加速电压关（“有"或“无”)自测：回旋加速器是用来加速带电粒子的装置。
如果用同一回旋加速器分别加速氚核（H31)和α粒子（e H42）,比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,有（）A。
加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B。
加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C。
加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D。
加速氚核的交流电源的周期较小,氚核获得的最大动能较大【自研自悟】探究一:质谱仪原理：如图所示,一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打到底片D上。
(1）粒子在S1区做什么运动？在S3区将做何种运动?（2)粒子进入磁场时的速率?（3）粒子在磁场中运动的轨道半径？主备人：王业红审核人：袁大睿领导签字：张华君—————装—-——-——订——-————-——线————————-————典例1。
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x,可以判断（)A．离子束是同位素,则x越大，离子质量越大B．若离子束是同位素,则x越大，离子质量越小C．只要x相同，则离子质量一定相同D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同探究二回旋加速器1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成．其间留有空隙．1、D形盒缝隙间的电场作用是什么?磁场的作用又是什么？电场为什么是交变电场？2、粒子每次经过D型盒狭缝时，电场力做功一样吗？3、粒子经过回旋加速器加速后最终获得的动能与什么有关?。
山东省乐陵市第一中学高中物理选修3-1学案 3.6带电粒
带电粒子在匀强磁场中的运动(一) 带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹一、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。
课堂练习（一）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r 和周期T 为多大呢？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 。
课堂练习（二）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．2．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图4所示，径迹上的每一小段可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）．从图中可以确定 （ ） H 21H 31He42A ．.粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从b 到a ，带正电C ． 粒子从a 到b ，带负电D ．粒子从b 到a ，带负电二、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1． 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，求出该圆的可能半径（或圆心角），并注意以下两个重要的几何特点： （１）粒子速度的偏向角φ等与圆心角α，并等于AB 弦与切线的夹角θ（弦切角）的２倍．即φ=α=2θ=ωt（2）相对的弦切角（ θ ）相等，与相邻的弦切角（ θ’）互补，即θ＋ θ’＝１８０°3.运动时间的确定：利用偏转角（即圆心角α）与弦切角的关系，或者利用四边形的内角和等与360°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课堂练习（三）P OPO图中MN 表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B 。
《带电粒子在匀强磁场中的运动》教案
一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律。
2. 让学生掌握洛伦兹力公式，并能够运用到实际问题中。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 带电粒子在匀强磁场中的运动规律。
2. 洛伦兹力公式及其应用。
3. 实验操作步骤及数据分析。
三、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力公式及其应用。
2. 教学难点：洛伦兹力公式的推导，实验数据的处理。
四、教学方法1. 采用实验演示法，让学生直观地观察带电粒子在匀强磁场中的运动。
2. 采用讲授法，讲解洛伦兹力公式及其应用。
3. 采用问题驱动法，引导学生思考和探讨问题。
五、教学过程1. 引入新课：通过回顾电流的磁效应，引导学生了解磁场对带电粒子的影响。
2. 实验演示：进行带电粒子在匀强磁场中的运动实验，让学生观察并记录实验现象。
3. 讲解洛伦兹力公式：结合实验现象，讲解洛伦兹力公式，并解释其物理意义。
4. 应用练习：给出实例，让学生运用洛伦兹力公式解决问题。
5. 实验数据分析：让学生分析实验数据，探讨带电粒子运动规律与磁场强度、粒子电荷量、粒子速度之间的关系。
6. 总结与拓展：总结本节课所学内容，提出拓展问题，引导学生课后思考。
7. 布置作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评价1. 通过课堂讲解、实验演示和练习题，评价学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度。
2. 通过学生实验操作和数据分析，评价学生的实验技能和观察能力。
3. 通过课后作业和拓展问题，评价学生对洛伦兹力公式的应用能力和科学思维能力。
七、教学资源1. 实验器材：带电粒子实验装置、电流表、电压表、磁铁、粒子源等。
2. 教学课件：带电粒子在匀强磁场中运动的动画演示、洛伦兹力公式的推导过程等。
3. 参考资料：相关学术论文、教学书籍、网络资源等。
八、教学进度安排1. 第一课时：引入新课，实验演示，讲解洛伦兹力公式。
带电粒子在匀强磁场中的运动导学案 (2)
第三章 第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动（第一课时）制作人：高二物理组 审核人：高二物理组 日期：2016.学习目标：1.理解带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场后做匀速圆周运动.2.会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并会用这些公式分析问题．3.知道质谱仪和回旋加速器的结构及其工作原理．预习导航：一、带电粒子在匀强磁场中的运动1．带电粒子(不计重力)在磁场中运动时，它所受的洛伦兹力总与速度的方向____，所以洛伦兹力______带电粒子速度的大小，或者说，洛伦兹力对带电粒子______．2．带电粒子(不计重力)以一定的速度v 进入磁感应强度为B 的匀强磁场中： (1)当v ∥B 时，带电粒子将做____________． (2)当v ⊥B 时，带电粒子将做____________．①洛伦兹力提供向心力，即qvB ＝______________． ②轨道半径r ＝______________． ③运动周期T ＝______________．二、质谱仪和回旋加速器1．质谱仪(1)原理：如图所示．(2)加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理：________＝(1/2)mv2①(3)偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场，洛伦兹力提供向心力：________＝mv2/r ② (4)由①②两式可以求出粒子的____、____以及偏转磁场的磁感应强度等． (5)应用：可以测定带电粒子的质量和分析______． 2．回旋加速器 (1)构造图(如图)(2)工作原理①电场的特点及作用．特点：两个D 形盒之间的窄缝区域存在__________的电场． 作用：带电粒子经过该区域时被____． ②磁场的特点及作用．特点：D 形盒处于与盒面垂直的____磁场中． 作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做________运动，从而改变运动方向，____周期后再次进入电场．新课探究：思考：回旋加速器所用交变电压的周期由什么决定？问题探究1：带电粒子在匀强磁场中的运动1.带电粒子在匀强磁场中的运动： （1）匀速直线运动 （2）匀速圆周运动2.带电粒子在有界磁场中的运动 （1）圆心的确定 （2）运动半径的确定 （3）运动时间的确定例题1：两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的( ) A ．轨道半径减小，角速度增大 B ．轨道半径减小，角速度减小 C ．轨道半径增大，角速度增大 D ．轨道半径增大，角速度减小发散练习1：如图所示，直线MN 上方为磁感应强度为B 的足够大的匀强磁场，一电子(质量为m 、电荷量为e)以v 的速度从点O 与MN 成30°角的方向射入磁场中，求： (1)电子从磁场中射出时距O 点多远？ (2)电子在磁场中运动的时间是多少？发散练习2.长为l 的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，板间距离也为l ，极板不带电．现有质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子(不计重力)，从两极板间边界中点处垂直磁感线以速度v A ．使粒子的速度v<Bq l /(4m) B ．使粒子的速度v>5Bq l /(4m) C ．使粒子的速度v>Bq l /m D ．使粒子的速度Bq l /(4m)<v<5Bq l /(4m)学生总结：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的解题步骤：课堂总结： 作业：。
带电粒子在匀强磁场中的运动学案导学.doc
第六节带电粒子在匀强磁场中的运动学案导学学习目标1、理解洛伦兹力对粒子不做功。
2、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。
3、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。
4、了解回旋加速器的工作原理。
自主学习1.带电粒子在匀强磁场中的运动(1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做运动。
(2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做运动且运动的轨迹平面与磁场方向。
轨道半径公式：周期公式：。
(3)带电粒子的运动方向与磁场方向成。
角：粒子在垂直于磁场方向作运动，在平行磁场方向作运动。
叠加后粒子作等距螺旋线运动。
3.回旋加速器:(1)使带电粒子加速的方法有：经过多次—直线加速；利用电场—和磁场的作用，回旋—速。
(2)回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在的范围内来获得的装置。
(3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个—电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率—o⑷带电粒子获得的最大能量与D形盒有关。
同步导学例题1三种粒子:H、《H、；He,它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。
%1具有相同速度；%1具有相同动量；%1具有相同动能。
例2如图所示，一质量为m,电荷量为q的粒子从容器A下方小孔&飘入电势差为U 的加速电场。
然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图3所示。
求%1粒子进入磁场时的速率；%1粒子在磁场中运动的轨道半径。
例3质量为m,电荷量为q 的粒子，以初速度V 。
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) 带电粒了离开磁场时的偏转角。
(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达标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2. 在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果乂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( )x xX XX XXA.粒子的速率加倍，周期减半B. A 先到达C. B 先到达A.小球受到的洛伦兹力B.摆线的拉力C.小球的动能D.小球的加速度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1/4D. 粒子的速率不变，周期减半3. 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4. 质子（：P ）和a 粒子（：七）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在 垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是A. Rp ：R 广 1:2, Tp :T 广 1:2B. R 「：R 广2:1, T p :1>1:2C ・ Rp ：R°=l ：2,：T a =2:l D. R p ：R a =l ：4, ：T a =l:45.处在匀强磁场内部的两个电子A 和B 分别以速率v 和2v 垂直射入匀强磁场, 经偏转后，哪个电子先回到原来的出发点？（）A.同时到达D.无法判断6.把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时, 相同的量是（）一7.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是（）••A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用••第6题B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C.只有电场能对带电粒子起加速作用量有关（ ） A.带电粒子运动的速度B.带电粒子运动的轨道半径C.带电粒子的质量和电荷量D.带电粒子的电荷量和动量A.势能B.动能C.内能D.电能A. 1： 1B. 1： 2C. 2： 1D. 1： 312.如图所示，一束带电粒子沿同一方向垂直射入磁感 应强度为B 的匀强磁场，设重力不计，在磁场中的轨迹分成1 和2两条,那么它们速度v 动量p 、电荷量q 比荷q/m 之间的关系可以肯定的是（A.如果 q 】/nii = 2q 2/m 2则 V!=v 2B.如果 qj/iDi >2q 2/ni 2则 V]=v 2C. 如果qi=q 2,则P 】 = P2.都带D.如果pi=p 2则q 】＞q2.都带负电D. 磁场的作用是使带电粒子在D 形盒中做匀速圆周运动8. 在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需的时间与下列哪个9. 加速器使某种粒子的能量达到15MeV,这个能量是指粒子的（10. 下列关于回旋加速器的说法中，正确的是（A.回旋加速器一次只能加速一种带电粒子 B, 回旋加速器一次最多只能加速两种带电粒子 C. 旋加速器一次可以加速多种带电粒子D. 回旋加速器可以同时加速一对电荷量和质量都相等的正离了和负离了 11 .用回旋加速器分别加速Q 粒子和质子时，若磁场相同，则加在两个D 形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为（13 .一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图所示,第13径迹上的每小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变），从图中情况可以确定（）A.粒子从a到b,带正电B.粒子从b到a,带正电C.粒子从a到b.带负电D.粒子从b到a,带负电14.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。
3.6带电粒子在匀强磁场中的运动教案
3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）一、教学目标（一）知识与技能1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.3、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，并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理、及用途。
（二）过程与方法通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题. 培养学生的分析推理能力.（三）情感态度与价值观通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。
二、重点与难点：重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题.难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.三、教具：洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等四、教学过程：（一）复习引入［问题1］什么是洛伦兹力？［磁场对运动电荷的作用力］［问题2］带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？［不一定，洛伦兹力的计算公式为F=qvB sin θ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，F=qvB;当θ=0°时，F=0.］［问题3］带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪.（二）新课讲解---第六节、带电粒子在匀强磁场中的运动【演示】先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理，由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发出辉光，显示出电子的径迹。
后进行实验.（并说明相关问题104-105页）教师进行演示实验.［实验现象］在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形.［教师引导学生分析得出结论］当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析（动态课件）.一是要明确所研究的物理现象的条件----在匀强磁场中垂直于磁场方向运动的带电粒子。
山东省乐陵市第一中学高二物理上学期学案 3.3几种常见的磁场导学案(二)
主备人：王国良 使用时间 审核人 【学习目标】1．了解安培分子电流假说。
2．理解匀强磁场的概念，理解磁通量的概念并能进行有关计算。
学习重点：安培定则学习难点：理解磁通量的概念并能进行有关计算 【自主学习】 1、安培分子电流假说（1）安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流— ， 分子电流使每个物质微粒都成为微小的 ，它的两侧相当于两个 。
（2）磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由 产生的。
（3）磁性材料按磁化后去磁的难易可分为 材料和 材料。
2、匀强磁场：磁感应强度 、 处处相同的磁场叫匀强磁场。
匀强磁场的磁感线是一些 直线。
1、磁通量：（1）定义：设在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S ，则B 与S 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量（magnetic flux ），简称磁通。
（2）定义式：（3）单位： 简称 ，符号 。
1Wb=1T ·m 2（4）磁通量是 量 （5）磁通密度即磁感应强度 B=S φ1T=1m A N 1mW b 2⋅= 【自我检测】1、安培分子电流假说可用来解释（ ）A 、运动电荷受磁场力作用的缘由B 、两通电导体有相互作用的缘由C 、永久磁铁具有磁性的缘由D 、软铁棒被磁化的现象 2、关于磁通量，下列叙述正确的是（ ）A 、在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B 、在匀强磁场中，a 线圈的面积比b 线圈大，则穿过a 线圈的磁通量肯定比穿过b 线圈的 磁通量大C 、把一个线圈放在M 、N 两处，若放在M 处时穿过线圈的磁通量比放在N 处时大，则M 处的磁感应强度肯定比N 处大D 、同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不肯定大 【提出怀疑】物理学案 班级： 姓名： 日期：2022--11---12——————装———————订——————————线—————————————————3.3几种常见的磁场 探究案（二）主备人：王国良 使用时间 审核人【合作探究】 匀强磁场1、磁感线分布特点:2、常见的匀强磁场:磁通量例1、有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成α角， 如图所示。
带电粒子在匀强磁场中的运动导学案
《带电粒子在匀强磁场中的运动》导学案学习目标：1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.3、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，并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理及用途。
复习：洛伦兹力的大小方向特征思考：1.分析下图中带电粒子（电量q，重力不计）在磁场中如何运动- Bv+ v×××××××××××××××××××××××××B2实验验证：洛伦兹力演示仪质谱仪回旋加速器3自主学习：推导粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径R和运动周期T，与粒子的速度v和磁感应强度B的关系表达式.4分析质谱仪和回旋加速器工作过程例：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上（图3.6-4）。
⑴求粒子进入磁场时的速率。
⑵求粒子在磁场中运动的轨道半径r。
例、关系回旋加速器，下列说法正确的是（）A．电场和磁场都是用来加速粒子的B．电场用来加速粒子，磁场仅使粒子做圆周运动C．粒子经加速后具有的最大动能与加速电压值有关D．为了是粒子不断获得加速，粒子圆周运动的周期等于交流电的半周期5作业：如图所示，在半径为R 的圆的范围内，有匀强磁场，方向垂直圆所在平面向外．一质量为m电量为q粒子，从A点沿半径AO的方向射入，并从C点射出磁场．∠AOC＝120o．则此粒子在磁场中运行的轨迹r半径和时间t。
(不计重力)．6延伸：粒子运动方向与磁场有一夹角（大于0度小于90度）ABRvvO120°C。
带电粒子在匀强磁场中的运动教案
.带电粒子在匀强磁场中的运动教案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）一、教学目标（一）知识与技能1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.3、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，并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理、及用途。
（二）过程与方法通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题. 培养学生的分析推理能力.（三）情感态度与价值观通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。
二、重点与难点：重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题.难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.三、教具：洛伦兹力演示仪、感应线圈、电源、多媒体等四、教学过程：（一）复习引入［问题1］什么是洛伦兹力？［磁场对运动电荷的作用力］［问题2］带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？［不一定，洛伦兹力的计算公式为F=qvB sin θ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，F=qvB;当θ=0°时，F=0.］［问题3］带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪.（二）新课讲解---第六节、带电粒子在匀强磁场中的运动【演示】先介绍洛伦兹力演示仪的工作原理，由电子枪发出的电子射线可以使管内的低压水银蒸气发出辉光，显示出电子的径迹。
后进行实验.（并说明相关问题104-105页）教师进行演示实验.［实验现象］在暗室中可以清楚地看到，在没有磁场作用时，电子的径迹是直线；在管外加上匀强磁场（这个磁场是由两个平行的通电环形线圈产生的），电子的径迹变弯曲成圆形.［教师引导学生分析得出结论］当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动.带电粒子垂直进入匀强磁场中的受力及运动情况分析（动态课件）.一是要明确所研究的物理现象的条件----在匀强磁场中垂直于磁场方向运动的带电粒子。
高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动导学案新人教版选修.DOC
高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动导学案新人教版选修.DOC3、6 带电粒子在匀强磁场中的运动自主预习1、运动电荷进入磁场后(无其他场)，可能做()A、匀速圆周运动B、匀速直线运动C、匀加速直线运动D、平抛运动2、带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用、下列表述正确的是()A、洛伦兹力对带电粒子做功B、洛伦兹力不改变带电粒子的动能C、洛伦兹力的大小与速度无关D、洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向3、如图所示，两根相互平行放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1、当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小为()A、F2B、F1－F2C、F1＋F2D、2F1－F24、质子以v＝1、0104 m/s的速度进入B＝0、1 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，v的方向沿纸面与水平线成α＝60角，则质子在磁场中受的洛伦兹力大小为________ N、课内探究一、带电粒子在复合场中的运动1、复合场一般是指电场、磁场和重力场并存，或其中两种场并存，或分区域存在、2、三种场力的特点 (1)重力的方向始终竖直向下，重力做功与路径无关 (2)电场力的方向与电场方向相同或相反，电场力做功与路径无关 (3)洛伦兹力的大小和速度方向与磁场方向的夹角有关，方向始终垂直于速度v和磁感应强度B 共同决定的平面、洛伦兹力始终不做功、3、带电粒子在复合场中的运动规律及解决办法带电粒子在复合场中运动时，其运动状态是由粒子所受电场力、洛伦兹力和重力的共同作用来决定的，带电粒子在复合场中的运动情况及解题方法如下：(1)若粒子所受合力为零，则粒子处于静止或匀速直线运动状态，应利用平衡条件列方程求解、(2)若粒子所受匀强电场的电场力和重力平衡，那么粒子在匀强磁场的洛伦兹力作用下有可能做匀速圆周运动，应利用平衡方程和向心力公式求解、例1 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域、下列说法正确的是( )A、若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子也沿直线运动B、若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向上偏转C、若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转D、若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子也沿直线运动变式1 如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m、带电荷量为q的微粒以与磁场方向垂直，与电场成45角的速度v射入复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E和磁感应强度B的大小、例2 如图所示，在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面、磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上、有一质量为m、带电荷量为＋q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零、若迅速把电场方向反转为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？变式2 如图所示，将倾角为θ的光滑绝缘斜面放置在一个足够大的、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中、一个质量为m、带电荷量为－q的小滑块，在竖直平面内沿斜面由静止开始下滑、问：经过多长时间，带电滑块将脱离斜面？二、复合场问题实际应用举例1、速度选择器原理：如图所示，所受重力可忽略不计，运动方向相同而速率不同的正粒子组成的粒子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区中、已知电场强度为B，方向垂直于纸面向里，若粒子运动轨迹不发生偏折(重力不计)，必须满足平衡条件：qBv＝qE，故v＝、这样就把满足v＝的粒子从速度选择器中选择出来了、特点：(1)速度选择器只选择速度(大小、方向)而不选择粒子的质量和电量、若粒子从图中右侧入射，则不能穿出场区、(2)速度选择器B、E、v三个物理量的大小、方向互相约束，以保证粒子受到的电场力和洛伦兹力等大、反向、若图中只改变磁场B的方向，粒子将向下偏转、2、磁流体发电机如图是磁流体发电机，其原理是：等离子气体喷入磁场B，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差、设板间距离为l，当等离子气体以速度v匀速通过A、B板时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势、此时离子受力平衡：E场q＝Bqv，即E场＝Bv，故电源电动势E＝E场l＝Blv、3、电磁流量计如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动、导电液体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下纵向偏转，a、b间出现电势差、当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差U保持稳定、由Bqv＝Eq＝q可得，v＝、流量Q＝Sv＝＝，所以只要测得Uab即可测Q、例3 某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极、当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可测出污水流量Q(单位时间内流出的污水体积)、则下列说法正确的是()A、后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负离子的多少无关B、若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零C、流量Q越大，两个电极间的电压U越大D、污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大课后作业1、如图所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同动能射入两极板间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则：①偏向正极板的是质子；②偏向正极板的是氚核；③射出时动能最大的是质子；④射出时动能最大的是氚核、以上说法正确的是()A、①②B、②③C、③④D、①④2、在图12中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场、已知从左方水平射入的电子，穿过此区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在此区域中的E和B的方向可能是()A、E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同B、E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反C、E竖直向上，B垂直纸面向外D、E竖直向上，B垂直纸面向里。
山东省乐陵市第一中学高中物理 带电粒子在有界磁场中的运动复习学案1 新人教版选修11
① ② 山东省乐陵市第一中学2015高中物理 带电粒子在有界磁场中的运动复习学案1 新人教版选修1-11.质量和带电量都相同的两个粒子，以不同的速率垂直于磁感线方向射入匀强磁场中，两粒子的运动轨迹如图中①、②所示，粒子的重力不计，下列对两个粒子的运动速率υ和在磁场中运动时间t 及运动周期T 、角速度的说法中不正确的是（ ）A. υ1＜υ2B. t1＞t2C. T1＜T2D.ω1＝ω22．如图所示，质量为m 、带电荷量为q 的粒子以速度v0垂直射入宽度为d 的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B ，为使粒子能穿过磁场，则v0至少等于( ) A.2Bqd m B.Bqd 2m C.Bqd m D.Bqd 2m3．如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q 的正离子自a 点沿半圆轨道运动，当它运动到b 点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c 点．已知a 、b 、c 在同一直线上，且ac ＝12ab ，电子电荷量为e ，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为( )A.3q 2eB.q eC.2q 3eD.q 3e4． 如图所示，在x 轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy 平面内，从原点O 处沿与x 轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v 发射一个带正电的粒子(重力不计)，则下列说法正确的是( )A ．若θ一定，v 越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B ．若θ一定，v 越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大C ．若v 一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短D ．若v 一定，θ越大，则粒子离开磁场的位置距O 点越远5．如图所示，在x 轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O 处以速度v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x 轴正方向成120°角，若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x 轴的最大距离为a ，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( )A.3v 2aB ，正电荷B.v 2aB，正电荷 C.3v 2aB ，负电荷 D.v 2aB，负电荷6． 电荷量分别为q 和－q 的两个带电粒子分别以速度va 和vb 射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d ，两粒子同时由A 点出发，同时到达B 点，如图K38－7所示，则( )A ．a 粒子带正电，b 粒子带负电B ．两粒子的轨道半径之比Ra ∶Rb ＝3∶1C ．两粒子的质量之比ma ∶mb ＝1∶2D ．两粒子的速度之比va ∶vb ＝1∶27．如图所示，直径为R 的绝缘筒中为匀强磁场区域，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．一个质量为m 、电荷量为q 的正离子以速度v 从圆筒上C 孔处沿直径方向射入筒内，如果离子与圆筒碰撞三次(碰撞时不损失能量，且时间不计)，又从C 孔飞出，则离子在磁场中运动的时间为( )A.2πR vB.πR vC.2πm qBD.πm qB8.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场足够大），一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为（不计正、负电子间的相互作用力）（ ）A ．1：3 B. 2：1C. 3：1D. 1：29．如图所示，在空间中存在垂直纸面向外、宽度为d 的有界匀强磁场．一质量为m ，带电荷量为q 的粒子自下边界的P 点处以速度v 沿与下边界成30°角的方向垂直射入磁场，恰能垂直于上边界射出，不计粒子重力，题中d 、m 、q 、v 均为已知量．则：(1)粒子带何种电荷？(2)磁场的磁感应强度为多少？x。
山东省乐陵市第一中学2015高中物理 带电粒子在有界磁场中的运动复习学案2 新人教版选修11
带电粒子在有界磁场中的运动
一．带电粒子在两种典型有界磁场中运动情况的分析
穿过矩形磁场区：
如图3所示，一定要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。
a、带电粒子在穿过磁场时的偏向角由sinθ=L/R求出；（θ、L和R见图标）
b、带电粒子的侧移由R2=L2-（R-y）2解出；（y见所图标）
c、带电粒子在磁场中经历的时间由得出。
②穿过圆形磁场区：
如图4所示，画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。
a、带电粒子在穿过磁场时的偏向角可由求出；（θ、r和R见图标）
b、带电粒子在磁场中经历的时间由得出。
【例1】如图5所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。
一带正电的粒子以速度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θ。
若粒子射出磁场时的位置与O点的距离为l，求该粒子的电量和质量之比q/m。
【例2】在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图10所示。
一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场，恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。
（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；
（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？。
山东省乐陵市第一中学高中物理 3.5运动电荷在磁场中受到的力复习探究案二 新人教版选修1-1
山东省乐陵市第一中学2015高中物理 3.5运动电荷在磁场中受到的力复习探究案二 新人教版选修1-1【合作探究一】电视机的显像管1：无磁场时，电子束打在2: 要使电子束打在A 点，磁场应沿什么方向？3: 要使电子束打在B 点，磁场应沿什么方向？4: 要使电子束打在荧光屏上的位置由A 点逐渐向B 点移动，磁场应该如何变化？【合作探究二】速度选择器如图所示，平行板中电场强度E 的方向和磁感应强度B 的方向 ，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。
带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器的条件是 ， 即B E v =。
例：课本98页3题【合作探究三】磁流体发电机目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机．它可把气体内能直接转化为________．如右图所示是磁流体发电机模型，匀强磁场的磁感应强度为B ，平行金属板a 、b 相距为d ，将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒)喷射入磁场，便可在a 、b 两极间产生________，在外电路负载中获得________．磁流体发电机的原理:等离子体射入磁场，受洛伦兹力作用而偏转，a 板积累负电荷，b 板积累正电荷，在两板间形成电场．当离子所受洛伦兹力和电场力平衡时就不再偏转，两板间电势差稳定．例:课本98页4题【达标检测】1.图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B ，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v 水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（ ）A 、大小为E//v ，粒子带正电时，方向向上B 、大小为E//v ，粒子带负电时，方向向上C 、大小为E ⊥v ，方向向下，与粒子带何种电荷无关D 、大小为E ⊥v ，方向向上，与粒子带何种电荷无关2、如图所示，一个带正电q 的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，若小带电体的质量为m ，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ ）A ．使B 的数值增大B ．使磁场以速率 v ＝mg qB，向上移动 C ．使磁场以速率v ＝mg qB，向右移动 D ．使磁场以速率v ＝mg qB，向左移动 3.目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电力的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就聚集电荷，在磁极配置如图中所示情况下，下列说法不正确的是A ．A 板带正电B ．有电流从b 经用电器流向aC ．金属板A 、B 间的电场方向向上D ．等离子体发生偏移的原因是所受洛伦兹力大于电场力4.如图所示为显像管的原理示意图，当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中的0点．安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由a 点逐渐移动到b 点，图7中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转（ ） 图3。
山东省德州市乐陵一中高中物理 3.6 带电粒子在电场中的运动学案 新人教版选修3-1
山东省德州市乐陵一中高中物理 3.6 带电粒子在电场中的运动学案新人教版选修3-1【学习目标】1.掌握带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题2.知道示波管的构造和基本原理．【学习重点】带电粒子在匀强电场中的运动规律【学习难点】运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题【自主学习】本节讨论带电粒子在匀强电场中的运动，且带电粒子只受电场力的作用一．带电粒子的加速：带电粒子在电场中若只被加速而不改变运动方向，应以的方向进入匀强电场。
若静电力方向与带电粒子运动方向相同，则带电粒子做运动；若相反，则做运动。
如图，质量为m,带电量为+q的粒子从平行板电容器靠近正极板处无处速度释放，若电容器两极板所加电压为U两板间距为d，试求出带点粒子到达负极板时的速度。
（本题中，若带电粒子的初速度为v0，结果怎样？）小结：处理带电粒子在匀强电场中的加速问题，通常可以采用动能定理，由于动能定理同样适用于变力做功，因此它还适用于一切电场，即包括非匀强电场。
课堂练习（一）1.α粒子的质量是质子的4倍，电荷量是质子的2倍，它们从静止开始经同一电场加速后，获得的速度大小之比为（）A、1：2B、1:2C、2:1D、2：12.如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是（）A、两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速度越大B、两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大C、与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关D、以上解释都不正确二．带电粒子的偏转不考虑带电粒子的重力，粒子以速度v0垂直于电场方向飞入两带电平行板产生的匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成________角的电场力作用而做____________运动。
沿初速度方向做_____________运动；沿电场力方向做_______________运动。
如右图所示，设电荷带电荷量为q，平行板长为L，两板间距为d，电势差为U，初速为v0．试求：（1）带电粒子在电场中运动的时问t。
山东省乐陵市第一中学高二物理选修3-1《3.6带电粒子在磁场中的运动一》导学案
高二物理选修3—1 使用时间2016-——12—5 班级：小组：姓名：-——-——装———————订————————-—线-—————-—-—-—-《带电粒子在匀强磁场中的运动一》导学案【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；【重点难点】带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹【自学自测】一．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.轨道半径公式：______________,周期公式：______________。
自测:在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动,如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度一半的匀强磁场,则粒子的速率 ,周期 。
【自研自悟】探究一：带电粒子在匀强磁场中的运动1．当速度平行于磁场方向时,带电粒子做什么运动？2．当速度垂直于磁场方向时，带电粒子做什么运动？（试根据下面几个问题回答V ┴B 时带电粒子的运动情况）（1）带电粒子受到什么力的作用？(2）这个力的方向和粒子的速度方向存在什么关系？(3）粒子所受的力做功吗？（4)这个力对粒子的运动有什么作用?典例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．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H 21H 31He 42动时间的确定1． 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 就是圆弧轨道的圆心（图一）主备人：王业红 审核人:袁大睿 领导签字：张华君—————装————-——订-——-————-—线————-————————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 ，连接 和，作 ，这两条垂线的就是圆弧轨道的圆心（图二）2.半径如何确定：3.运动时间如何确定:典例2、如图所示，矩形匀强磁场区域的长为L ，宽为L /2。
山东省乐陵市第一中学高中物理 带电粒子在匀强磁场中的运动复习反馈案 新人教版选修1-1
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反馈案新人教版选修1-1选择题：1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（）A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变2、质子和α粒子在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动，由此可知，质子的动能E1和α粒子的动能E2之比E1：E2等于（）A、4：1B、1：1C、1：2 D2：13、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时，它将（）A、在匀强电场中做匀速圆周运动B、在匀强磁场中做变加速曲线运动C、在匀强电场中做抛物线运动D、在匀强磁场中做抛物线运动4.如图所示，a和b是从A点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹，已知ra=2rb ，则由此可知（）A．两粒子均带正电，质量比ma/mb=4B．两粒子均带负电，质量比ma/mb=4C．两粒子均带正电，质量比ma/mb=1/4D．两粒子均带负电，质量比ma/mb=1/45、如图所示，比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（）A、2Bed/mB、Bed/mC、Bed/(2m)D、2Bed/m6.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是（）A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C.只有电场能对带电粒子起加速作用D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动7.在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需的时间与下列哪个量有关（）A.带电粒子运动的速度B.带电粒子运动的轨道半径C.带电粒子的质量和电荷量D.带电粒子的电荷量和动量8．用同一回旋加速器分别对质子和氚核(H31)加速后（）第4题A．质子获得的动能大于氚核获得的动能B．质子获得的动能等于氚核获得的动能C．质子获得的动能小于氚核获得的动能D．质子获得的动量等于氚核获得的动量9．关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是（）A．与加速器的半径有关，半径越大，能量越大B．与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C．与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D．与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大二、填空题：10、边长为a的正方形处于有界磁场中，如图所示。
人教版物理选修3—1《磁场》3.6带电粒子在匀强磁场中的运动(2)导学案
§3.6带电粒子在匀强磁场中的运动（2）---带电粒子在有界磁场中的运动【学习目标】1.掌握带电粒子在常见有界磁场速做圆周运动对称性.2.熟练运用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式分析、解决磁偏转问题.【重点、难点】有界磁场中的带电粒子运动轨迹及几何关系的确定 【知识链接】一、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动基本解题思路：1.画轨迹：即确定圆心，画出运动轨迹．2.找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度的联系，偏转角度与圆心角、运动时间的联系，在磁场中的运动时间与周期的联系．3.用规律：即牛顿运动定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式． 二、方法技巧：（1）圆心的确定有二种方法。
因为洛伦兹力f 指向圆心，根据f ⊥v ，画出粒子运动轨迹上任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的f 的方向，其延长线的交点即为圆心。
或者能作出射入和射出磁场的两点中任一点的f 的方向，再作出这二点的中垂线，则这二条线的交点即为圆心。
（2）半径的确定和计算。
圆心找到以后，自然就有了半径（一般是利用粒子入、出磁场时的半径）。
半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识。
（3）在磁场中运动时间的确定。
利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角θ的大小，由公式t=360θ×T 可求出运动时间。
有时也用弧长与线速度的比。
如图所示，还应注意到：①速度的偏向角ϕ等于弧AB 所对的圆心角θ。
②偏向角ϕ与弦切角α的关系为：ϕ＜180°，ϕ=2α； ϕ＞180°，ϕ=360°-2α； 三、基础训练1.利用作图法画出对应的圆心、半径、回旋角，用O 、r 、θ标明，并大致画出圆弧轨迹【基础训练2】如图所示，将截面为正方形的真空腔abcd 放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。
若有一束具有不同速率的电子由小孔a 沿ab 方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c 和小孔d 射出的电子，(1)速率之比是多少？(2)在磁场中运动的时间之比是多少？【基础训练3】如图所示，一束质子沿ab 方向从正方形的顶点a 射入匀强磁场，分成两部分，分别从bc 边和cd 边的中点e 、f 点射出磁场，求两部分质子的速度之比及时间之比。
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带电粒子在匀强磁场中的运动(二) 质谱仪、回旋加速器
一．质谱仪
1．质谱仪是测量带电粒子的和分析同位素的重要工具。
2．质谱仪工作原理
一个质量为m，电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S
1
飘入电势差为U1的加速电场，然后经过S1沿着与磁场垂直的
方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片
D上。
（1）求粒子进入磁场时的速率。
（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。
从上述分析结果可见，具有不同比荷的带电粒子在通过质谱仪后，因具有不同的轨道半径，将打在照相底片不同的位置上而得以被分开。
课堂练习（一）
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造
原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加
速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子
在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断 ( )
A．离子束是同位素，则x越大，离子质量越大
B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小
C．只要x相同，则离子质量一定相同
D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同
二．回旋加速器
1.构造：如图所示，D1,D2是半圆形金属盒D形盒的缝隙处接
电源。
D形盒处于匀强磁场中。
2.原理：交流电的周期和粒子加速做圆周运动的周
期，粒子在做圆周运动的过程中一次次的经过D
形盒缝隙，两盒间的电势差一次次的反向，粒子就会一次次
的加速。
由qvB= 得E km= ，可见粒子
获得的最大动能由和
决定，与加速电压关（“有”或“无”）
讨论：要提高带电粒子的最终能量，应采取什么措施？（可由上式分析）
课堂练习（二）
1.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个D形盒
D1,D2构成，其间留有空隙。
下列说法正确的是（ ）
A. 粒子由加速器的中心附近进入加速器 B 粒子由加速器的边缘进入加速器 C 离子从磁场中获得能量 D 离子从电场中获得能量
2. 用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可采用下列哪几种方法（ ）
A.将其磁感应强度增加为原来的2倍
B.将其磁感应强度增加为原来的4倍
C.将D 形盒的半径增大为原来的2倍
D.将D 形盒的半径增大为原来的2倍 巩固训练
2.图是质谱仪工作原理的示意图。
带电粒子a 、b 经电压U 加速（在A 点初速度为零）后，进入磁感应强度为B 的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S 上的x 1、x 2处。
图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a 、b 所通过的路径，则 （ ） A ．a 的质量一定大于b 的质量 B ．a 的电荷量一定大于b 的电荷量 C ．a 运动的时间大于b 运动的时间
D ．a 的比荷（q a /m a ）大于b 的比荷（q b /m b ）
3.如图所示，有A,B,C,D
它们的速率关系为v a <v b =v c <v d ,质量关系为m a =m b <m c =m d ,进入速 度选择器后，有两种粒子从速度选择器射出，由此可以判定
（ ） A. 射向P 1的是a 粒子 B 射向P 2的是b 粒子
C 射向A 1的是c 粒子
D 射向A 2的是d 粒子
6.如图所示，回旋加速器D 形盒的最大半径为R ，匀强磁场垂直穿过D 形盒面，两D 形盒的间距为d 。
一质量为m,带电量为q 的粒子每次经过间隙时都被加速，加速电压大小
为U 。
粒子从静止开始多次加速，当速度达到v 时粒子从D 形盒的边缘引出。
求： （1） 磁感应强度B 的大小
（2） 带电粒子在磁场中运动的圈数 （3） 粒子在磁场和电场中运动的总时间
× × ×
+
P 2
. . . . . . .
B 1
B 2。