1、编号30 高二7、8带电粒子在匀强磁场中的运动班级 姓名 第 小组【目标1】知道洛仑兹力方向与电荷速度方向的关系，能画出在匀强磁场中的洛仑兹力作用下电荷的运动轨迹。1洛仑兹力的方向总是与电荷速度方向 ，这个力只改变速度的 ，而不改变速度的 ，在匀强磁场中洛仑兹力大小 （填“变化”或“不变”），所以在匀强磁场中只受洛仑兹力的运动电荷做 运动， 力提供向心力（方向指向圆心）。课堂练习：请画出右边各图中电荷在匀强磁场中的运动轨迹，a为带正电的粒子，b为带负电的粒子，要求标出圆心和半径。（只受洛仑兹力）【目标2】理解匀强磁强中电荷圆周运动的向心力方程，并记住半径，电荷运动周期 请推导出电量为q的粒子以
2、速度v垂直进入匀强磁场B中时，做匀速圆周运动的轨道半径r和运动周期T的公式。思考：能在洛仑兹力作用下做完整圆周运动的同一个电荷，当其速度大小增大时，圆周运动的半径将 ，运动的周期将 。两个比荷相同的带电粒子，在同一磁场中只受洛仑兹力做匀速圆周运动，它们的速度大小之比为2：1，则它们运动的半径之比为 ，周期之比为 。【目标3】通过例题了解质谱仪的原理，知道它是测量带电粒子质量和分析同位素的仪器。例：如图所示，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，然后让粒子经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上.（1）粒子进入磁场时的
3、速率。（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。 （3）现底片D上有带电量相同的三种粒子（同位素）留下的三条谱线a、b、c三粒子的质量关系是ma mb mc.（4）若底片D上留下的三条谱线a、b、c为不同的电荷，已知，则谱线a、c处电荷的比荷之比为 。1.运动电荷进入磁场后(无其他力作用)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2.有三束粒子，分别是质子(p)、氚核(H)和粒子(He)束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场垂直纸面向里)，在下面所示的四个图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是( ) 3.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显
4、示其运动轨迹如图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 () A.粒子先经过a点，再经过b点 B.粒子先经过b点，再经过a点C.粒子带负电 D.粒子带正电4.质子(H)和粒子(He)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E1E2等于 ( )A41B11 C12 D215.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记
5、录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断( )A.若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B.若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C.只要x相同，则离子质量一定相同D.只要x相同，则离子的荷质比一定相同6.如图所示，在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成角的方向以相同的速度v射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法不正确的是()A.在磁场中的运动时间相同 B.在磁场中运动的轨道半径相同C.出边界时两者的速度相同 D.出边界点到O点的距离相等7.平面直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为
6、m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30的方向进入磁场，运动到A点(图5中未画出)时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则 ()A.该粒子带正电 B.A点与x轴的距离为C.粒子由O到A经历时间t D.运动过程中粒子的速度不变8.如图所示，在x轴上方有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场x轴下方有磁感应强度大小为B/2，方向垂直纸面向外的匀强磁场一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)，从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出求：(1)射出之后经多长时间粒子第二次到达x轴？ (2)粒子第二次到达x轴时离O点的距离9.如图所示，一带电荷量为2109 C、质量为1.81016 kg的粒子，从直线MN上一点O沿30角方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经历1.5106s后，到达直线上另一点P.(1)求粒子做圆周运动的周期;(2)求磁感应强度B的大小;(3)若O、P距离为0.1 m，则粒子的运动速度多大？