学习目标》1、了解带电粒子的初速度方向与磁感应强度

1、梦泽高级中学高二物理组 编号： 使用时间： 月 日 主备人：李岳松 审核人： 班级：高二（ ）班 小组： 姓名： 组内评价： 教师评价： 第六节（1） 带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标：1、了解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向平行时，做匀速直线运动；2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，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；4、掌握带电粒子在有界磁场中的运动的分析方法.重点：1、带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动半径、周期公式的理解与应用；2、带电粒子在匀强磁场中运动的分析方法； 难点：带电粒子在匀强磁场中运动的

2、分析方法。预习案 Previewing Case 注：本部分涉及的带电粒子均只考虑磁场施加的力使用说明学法指导 1.依据预习案通读教材，进行知识梳理；勾画课本并写上提示语、标注序号；熟记基础知识，完成预习自测题。2.将预习中不能解决的问题标识出来，并填写到后面“我的疑惑”处。3.独立完成，限时15分钟。知识准备一 1带电粒子以垂直与磁场方向的速度进入磁场中所受磁场力的大小？该力对粒子做功吗？为什么。3请回顾匀速圆周运动知识，尽可能多地写出匀速圆周运动中线速度v，角速度，向心加速度，半径r，向心力F，周期T，频率f等物理量之间的关系式。（设粒子质量m，电量q）教材助读二 带电粒子在匀强磁场中的受

3、力与运动：1、带电粒子以平行于磁感应强度方向进入匀强磁场中，所受洛伦兹力为多大？2、带电粒子以垂直于磁感应强度方向进入匀强磁场中，所受洛伦兹力为多大？3、洛伦兹力的特点：洛伦兹力方向总是与速度方向 ，洛仑兹力不改变带电粒子速度的 ，或者说洛伦兹力不对带电粒子 。4、带电粒子在匀强磁场中的运动特点：4.1、带电粒子平行于磁感应强度方向进入匀强磁场，做 运动；4.2、带电粒子垂直于磁感应强度方向进入匀强磁场。由于粒子速度大小不变，所以粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力的 ，且洛伦兹力总与速度方向 ，故洛伦兹力始终不改变速度的 只改变速度的 ，起着 力的作用。所以，沿着与磁场方向垂直的方向射入的带电粒子，

4、在匀强磁场中做 运动 。带电粒子在匀强磁场中运动的研究方法与规律：1、 研究方法：利用“云室”与“气泡室”。如果在“云室”或“气泡室”中施加匀强磁场，可以看到带电粒子运动的 形径迹。且径迹半径大小取决于粒子的 。2、 相关规律（公式）：2、1带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：，得带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径公式：。2、2带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：，得带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式：。带电粒子在匀强磁场中运动的研究方法：1、求解带电粒子在磁场中运动的基本思路：在研究带电粒子在匀强磁场中运动规律时，着重把握“一找

5、圆心，二找半径，三找周期”的规律。（1）圆心的确定：圆心的位置应在：与速度方向垂直的直线上（或在洛伦兹力的作用线上）任一条弦（通常做过入射点和出射点的弦）的垂直平分线上。作出上述直线中的任意两条直线的交点，即为圆心。或者描述为：知道轨迹任意两点（或两时刻）的速度方向，唯一确定圆心；知道一个速度的方向和一条弦，唯一确定圆心；仅知道一个速度方向仅能确定圆心所以的直线；仅知道一条弦仅能确定圆心所在的直线。（第一二两空填“唯一”或“不能唯一”）下四图中，能唯一确定圆心的，规范作图画出圆心，不能唯一确定圆心的，作出圆心所在直线。图4图3图2图1（2）定半径：确定圆心后，由三角形几何关系求出（一般是三角形

6、的边边关系、边角关系、全等、相似关系，最多用的是勾股定理）。（3）求时间：两种方法首先确定带电粒子运动的周期，当粒子运动的圆弧所对的圆心角为时，其运动的时间为。若粒子运动的圆弧的弧长为l，则粒子运动的时间为。2、两个有用的推论：（1）从一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角（弦切角）相等，如图甲、乙所示。过轨迹圆心做边界垂线将轨迹分成对称的两半。（2）带电粒子沿半径方向射入圆形磁场区域内，必从半径方向射出，如图丙所示。预习自测三C（见检测案） 探究案 Exploring Case学始于疑一1. 匀速圆周运动向心力的大小和方向有什么要求？质疑探究二探究点一带电粒子垂直进入匀强磁场运

7、动的半径、周期公对的推导与理解（重点）问题1：请将公式自行再推导一回；问题2： 关于公式：2.1 一束带电粒子以相同的速度进入同一匀强磁场，它们的半径取决于 ；一束带电量相同的粒子进入同一匀强磁场，它们的半径取决于 ；一束动能相同的一价正离子进入同一匀强磁场，他们的半径取决于 。（以上均是垂直进入，且磁场范围足够大）2.2 一束电子以不同速度进入同一匀强磁场，它们的周期 ；一束电子以不同速度进入不同匀强磁场中，它们的周期取决于 ；一束带电粒子进入同一匀强磁场中，它们运动的周期取决于 。（以上均是垂直进入，且磁场范围足够大）针对训练：（见检测案）归纳总结： 探究点二带电粒子在匀强磁场运动研究方法

8、见预习案部分我们的知识网络三1、 洛伦兹力的特点： 2、 带电粒子垂直进入匀强磁场运动性质： 3、 带电粒了在匀强磁场中运动研究方法：当堂检测四 （见检测案） 【我的收获】 5版权所有，不得翻印检测案 Testing Case 本页习题中所涉及粒子均不考虑重力的影响（预习自测）1、质子和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和粒子的动能E2之比E1：E2等于（ ）A、4：1 B、1：1 C、1：2 D2：1（预习自测）2、如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是30&#

9、176;，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？1、如图所示，正方向区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边中点m沿着既垂直于ad边，又垂直于磁场方向以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场，若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，这个氢核射出磁场的位置是（ ）A、在b、n之间某点B、在n、a之间某点C、a点 D、在a、m之间某点2、如图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过区域的时间为t。若加磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场。带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60°，

10、利用以上数据可求出下列物理量中的（ ）A、带电粒子的比荷B、带电粒子磁场中运动周期C带电粒子的初速度D带电粒子磁场运动半径3、运动电荷进入磁场（无其他作用）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9、边长为a的正方形处于有界磁场中，如图所示。一束电子以速度v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则vA:vC= ，所经历的时间之比tA:tB= 。10、如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，磁感应强度为B，MM和NN是它的两条边界。现在质量为m，电荷量为q的带电粒子沿图示的方向垂直磁场射入。要使粒子不能从边界NN射出，则粒子入射速率v的最大值可能是 。1、半径为r的

11、圆形空间内，存在着垂直于纸面向里匀强磁场，一带电粒子从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出。AOB=120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间t为多少？2、如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的正、负离子，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成角。 求（1）正、负离子运动的轨道半径；（2）正、负离子重新回到边界的位置与O点的距离；（3）正、负离子运动的时间相同.3、如图所示，在x0、y0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。求：（1）带电粒子的速度；（2）带电粒子在磁场中运动的时间。4、如图所示，一束电子流以速度v通过一处于矩形空间的匀强磁场，速度方向与