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山东省乐陵市第一中学高二物理上学期学案 带电粒子在匀强磁场中的运动一自主学习案.doc

1、主备人:张翠霞 审核人: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;学习重点:带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹学习难点:带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹自主学习:一 复习回顾:1什么是洛伦兹力?2带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力?二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

2、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。自主检测: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 高二物理选修3-1 时间2014-11 班级: 姓名: 小组:装订线合作探究案主备人:张翠霞 审核人:合作探究一: 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径及周期例题1.一带电量为q,质

3、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 。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合作探究二、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

4、点就是圆弧轨道的圆心(图一)V0PMOV VPMO 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及三角函数,求出该圆的可能半径圆心角的确定:()粒子速度的偏向角等于圆心角,并等于AB弦与切线的夹角(弦切角)的倍即=2=t.运动时间的确定:首先利用周期公式求出运动周期,然后利用偏转角(即圆心角)与弦切角的关系,计算出圆心角的大小,由公式 t=T/ 360可求出粒子在磁场中运动的时间Lv0abvyRRB例 质量为m,电荷量为q的带负电粒子,以初速度v0垂直进

5、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)带电粒子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检测. 在匀强磁场中,一个带电粒子作匀速圆周运动,如果又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 ( )A粒子的速率加倍,周期减半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.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,则周期一定相等收获总结:

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