1、高中物理选修3-1浙江专版第三章 磁场学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动1.(1)0匀速直线(2)qvB匀速圆周mvqB2mqB2.圆心半径(1)垂线垂线中垂线3.(1)匀变速直线(2)类平抛知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动一、带电粒子在有界磁场中的运动1.解决带电粒子在有界磁场中运动问题的方法可总结为：(1)画轨迹(草图)；(2)定圆心；(3)几何方法求半径.2.几个有用的结论：(1)粒子进入单边磁场时，进、出磁场具有对称性，如图(a)、(b)、(c)所示.(2)在圆形磁场
2、区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出，如图(d)所示.(3)当速率一定时，粒子运动的弧长越长，圆心角越大，运动时间越长.例1 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，它恰好从磁场边界与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
3、t是多少？O1Rv600O2R300知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动二、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题带电粒子刚好穿出或刚好不穿出磁场的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.解题关键是从轨迹入手找准临界点.(1)当粒子的入射方向不变而速度大小可变时，由于半径不确定，可从轨迹圆的缩放中发现临界点.(2)当粒子的入射速度大小确定而方向不确定时，轨迹圆大小不变，只是位置绕入射点发生了旋转，可从定圆的动态旋转中发现临界点.知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动例2 真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图
4、所示，MN、PQ是磁场的边界质量为m、电荷量为q的粒子沿着与MN夹角为30的方向垂直射入磁场中，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场(不计粒子重力的影响)，求粒子射入磁场的速度及在磁场中运动的时间Or知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动三、带电粒子在叠加场或组合场中的运动1.带电粒子在电场、磁场组合场中的运动是指粒子从电场到磁场、或从磁场到电场的运动.通常按时间的先后顺序分成若干个小过程，在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和速度方向的关系入手，分析粒子在电场中做什么运动，在磁场中做什么运动.2.电荷在叠加场中的运动一般有两种情况：(1)直线运动：如果电荷在叠
5、加场中做直线运动，一定是做匀速直线运动，合力为零.(2)圆周运动：如果电荷在叠加场中做圆周运动，一定是匀速圆周运动，重力和电场力的合力为零，洛伦兹力提供向心力.知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动例3 如图所示，在x轴上方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E.一质量为m、电荷量为q的粒子从坐标原点沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与点O的距离为L，求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s(重力不计)L1 23知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动R例4 一带
6、电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，求：(1)该带电微粒的电性？(2)该带电微粒的旋转方向？(3)若已知圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则线速度为多少？mgqEqvB只受磁场力解析：(1)电场力与场强反向，带负电(2)粒子的旋转方向为逆时针知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动1(带电粒子在有界磁场中运动的临界问题)如图所示，左、右边界分别为PP、QQ的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里一个质量为m、电荷量为q的微观粒子,沿图示方向以速度v0垂直射入磁场欲使粒子不能从
7、边界QQ射出，粒子入射速度v0的最大值可能是()带正电带负电BC知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动2.(带电粒子在叠加场中的运动)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，则该电子将沿直线运动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，则该电子将沿直线运动v=E/BvqEqvBvqEqvBBD知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合
8、场中的运动O1O2rRv知识储备学习探究自我检测学案7 习题课：带电粒子在磁场或复合场中的运动3.(带电粒子在有界磁场中的运动)如图 9 所示，在半径为 Rmv0Bq 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，圆形区域右侧有一竖直感光板 MN，圆顶点 P 有一速率为 v0 的带正电的粒子平行于纸面进入磁场，已知粒子的质量为 m，电荷量为 q，粒子的重力不计.(1)若粒子对准圆心射入，求它在磁场中运动的时间；(2)若粒子对准圆心射入，且速率为 3v0，求它打到感光板 MN 上时速度的垂直分量.(2)由(1)知，当 v 3v0时，带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为 3R，其运动轨迹如图所示.由图可知PO2OOO2A30所以带电粒子离开磁场时偏向角为 60粒子打到感光板上时速度的垂直分量为vvsin 6032v0再见
