高三物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 第3單元 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用（2）學(xué)案（選修3-1）.doc

1、a第九章 第3單元 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用（2）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解洛倫茲力的概念及洛倫茲力與電場(chǎng)力、安培力的區(qū)別；2理解帶電粒子的vB時(shí)，粒子在勻磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式，并會(huì)用它們解答有關(guān)問題；【自主學(xué)習(xí)】 三、帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法：1、圓心的確定 (1)已知入射方向和出射方向時(shí)，可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作 于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的 就是圓弧軌道的 (如圖甲所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn))。(2)已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時(shí)，可以通過入射點(diǎn)作入射方向的 ，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其 ，這兩條垂線的 就是圓弧軌道的 (如

2、圖乙所示，P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn))。(3)帶電粒子在不同邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖所示)。平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)。圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示)。2、半徑的確定和計(jì)算：（1）利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑（或圓心角）（2）注意以下重要的幾何特點(diǎn)：aa粒子速度的偏向角（）等于回旋角（圓心角），并等于AB弦與切線的夾角（弦切角）的2 倍（如圖），即=2t.3、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定:（1）直接根據(jù)公式 t =s / v 或 t =/求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定:利用回旋角（即圓心角）與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于360

3、,計(jì)算出圓心角的大小，由公式t=T/360,可求出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。【例1】如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向外的足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正、負(fù)電子同時(shí)從O點(diǎn)以與MN成300角的相同速度v射入該磁場(chǎng)區(qū)域(電子質(zhì)量為m，電量為e)，經(jīng)一段時(shí)間后從邊界MN射出。求： (1)它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)，出射點(diǎn)間的距離；(2)它們從磁場(chǎng)中射出的時(shí)間差?！纠?】如圖所示，一束質(zhì)子沿平行于ab的方向從正方形的頂點(diǎn)a射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，分成兩部分，分別從bc邊和cd邊的中點(diǎn)e、f點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求兩部分質(zhì)子的速度之比。【例3】如圖所示，在某空間實(shí)驗(yàn)室中，有兩個(gè)靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大

4、反向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.10 T，磁場(chǎng)區(qū)域半徑r2 /3 m，左側(cè)區(qū)圓心為O1，磁場(chǎng)向里，右側(cè)區(qū)圓心為O2，磁場(chǎng)向外兩區(qū)域切點(diǎn)為C.今有質(zhì)量m3.21026 kg.帶電荷量q1.61019 C的某種離子，從左側(cè)區(qū)邊緣的A點(diǎn)以速度v106 m/s正對(duì)O1的方向垂直磁場(chǎng)射入，它將穿越aaC點(diǎn)后再?gòu)挠覀?cè)區(qū)穿出求：(1)該離子通過兩磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間(2)離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點(diǎn)偏離最初入射方向的側(cè)移距離為多大？(側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動(dòng)的距離)【課后訓(xùn)練】1、如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面是一正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列判斷正確的是（ ） A、電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越

5、長(zhǎng)，其軌跡越長(zhǎng)B、電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡線所對(duì)應(yīng)的圓心角越大C、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電子，其軌跡線一定重合D、電子的速率不同，它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相同2、帶電荷量為q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是( )A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B如果把q改為q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直 D粒子在只受到洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、速度均不變3、如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d=8cm，磁感強(qiáng)度B=0.332T，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，在磁場(chǎng)邊界aa的中央放置一放射源S，它向各個(gè)不

6、同方位均勻放射出速率相同的粒子（重力不計(jì)），已知粒子的質(zhì)量m=6.6410-27kg，電量q=3.21019C，初速率v0=3.2106m/s，求粒子從磁場(chǎng)區(qū)另一邊界bb射出時(shí)的最大長(zhǎng)度范圍。aa4、如圖所示，在真空中半徑r3.0102 m的圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一批帶正電的粒子以初速度v01.0106 m/s，從磁場(chǎng)邊界上直徑ab的一端a沿著各個(gè)方向射入磁場(chǎng)，且初速度方向與磁場(chǎng)方向都垂直，該粒子的比荷為q/m1.0108 C/kg，不計(jì)粒子重力求：(1)粒子的軌跡半徑； (2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間；(3)若射入磁場(chǎng)的速度改為v03.0105 m/s，其他條件不變，試用斜線畫出該批粒子在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的區(qū)域(sin 370.6，cos 370.8)5、如圖，在某裝置中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于Oxy所在的紙面向外。某時(shí)刻在x=l0、y=0處，一質(zhì)子沿y軸的負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)；同一時(shí)刻，在x= -l0、y=0處，一個(gè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，速度方向與磁場(chǎng)垂直。不考慮質(zhì)子與粒子的相互作用。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，