带电粒子在匀强磁场中的运动 省赛一等奖

物理新课标导学第三章磁

场6带电粒子在匀强磁场中的运动※※掌握带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹及做功情况※了解质谱仪和回旋加速器的工作原理1．洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力不改变带电粒子速度的__________，或者说，洛伦兹力对带电粒子不做功。(2)洛伦兹力方向总与速度方向__________，正好起到了向心力的作用。带电粒子在匀强磁场中的运动知识点1大小

垂直

2．带电粒子在匀强磁场中的运动(1)运动特点：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做__________运动。匀速圆周

无关重点难点突破1．圆心的确定(1)已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于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(如图a所示，图中P为入射点，M为出射点)。一、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题(2)已知入射点和出射点的位置时，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(如图b所示，图中P为入射点，M为出射点)。2．带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)(2)平行边界(存在临界条件，如图所示)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)1．画轨迹即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹。2．找联系轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期、圆心角相联系。3．用规律即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式。二、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法×

√

×

用来分析各种元素的同位素并测量其质量及含量百分比的仪器。1．构造如图所示，主要由以下几部分组成：①带电粒子注射器②加速电场(U)③______________________④_____________⑤照相底片知识点2质谱仪速度选择器(B1、E)

偏转磁场(B2)

qU

qvB

1．构造图知识点3回旋加速器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。周期性变化

加速

匀强

匀速圆周

半个

三、回旋加速器解析：不需要。因为粒子运动周期只与磁感应强度和比荷有关。考点题型设计题型1带电粒子在匀强磁场中的运动B

点评：处理带电粒子在有界磁场中的运动问题，首先是根据入射点与出射点画出大致轨迹从而确定圆心、半径，充分利用圆周运动中的边角对称关系解题。同时要充分利用好半径公式与周期公式，因为无论求解m、q还是B、v0通常都是根据这两个公式求解的。D

题型2关于质谱仪和回旋加速器的问题点评：解答此类问题要做到：(1)对带电粒子进行正确的受力分析和运动过程分析。(2)选取合适的规律，建立方程求解。D

题型3带电粒子在复合场中的运动(1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；(2)油滴在P点得到的初速度大小；(3)油滴在第一象限运动的时间。解析：(1)根据受力分析(如图)可知，油滴带负电荷(1)电场强度