河南省确山县人教版高中物理名师制作优质教案：选修3-13.6带电粒子在匀强磁场中的运动

1、名校名 推荐确山二高年级学科共案时间：星期：主 备 人：使用人：【教学主题】3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动【教学目标】1. 推倒出匀速圆周的半径公式和周期公式2. 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理【知识梳理】学习过程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。2质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的和分析的重要工具。3回旋加速器：(1

2、) 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。带电粒子获得的最大能量与D形盒有关。【典型例题】一、带电粒子在匀强磁场中的运动L【例 1】电子、质子、氘核、氚核以同样的速度垂直射入同一匀强磁场av0y做匀速圆周运动，其中轨道半径最大的是（）bRvR- 1 -B名校名 推荐A电子B质子C氘核D氚核二、带电粒子做圆周运动的分析方法【例 2】如图 1 所示

3、，一束电子（电量为e) 以速度 V 垂直射入磁感应强度为B、宽度为 d 的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300。求 :(1)电子的质量m=? (2)电子在磁场中的运动时间t=?【例 3】如图 2 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里一带负电的质量为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时间t _ ( 不计重力 ) 三、质谱仪【例 4】 如图 3 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

4、做匀速圆周运动，最后打到照相底片D 上，如图 3 所示。求粒子进入磁场时的速率；粒子在磁场中运动的轨道半径。四、回旋加速器【例 5】关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，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- 2 -名校名 推荐D、磁场的作用是使带电粒子在D 形盒中做匀速圆周运动当堂检测选择题：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

5、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、 4：1B、1： 1C、 1： 2D、2： 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、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（）A、小球受到的洛仑兹力B、摆线的拉力C、小球的动能D、小球的加速度5、如图所示

6、ab 是一段弯管，其中心线是半径为R 的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向如图所示，有一束粒子对准a 端射入弯管，粒子有不同质量，不同速度，但都是二价正离子， 下列说法中正确的是 （）A、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B、只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管C、只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管6、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/m B 、 Bed/mC 、 Bed/(2m) D、 2 Bed/m- 3 -名校名 推荐课后练习与提高1、如图所示，质量为为m、电量为q 的带电粒子，经电压为U 加速，又经磁感应强度为B 的匀强磁场后落到图中D 点，求A、 D 间的距离和粒子在磁场中运动的时间。2、如图所示，一个带负电的粒子以速度v 由坐标原点射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，速度方向与x 轴、 y 轴均成 45。已知该粒子电量为-q ，质量为m，则该粒子通过x 轴和 y 轴的坐标分别是多少