帶電粒子在磁場中運動導(dǎo)學(xué)案

1、班級： 小組： 姓名：帶電粒子在磁場中的運動編寫人:潘志能審核人： 審批人： 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道洛倫茲力對粒子不做功。2、 知道帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強度的方向垂直時，粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動。3、寫出帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑、周期公式。4、了解回旋加速器的工作原理。預(yù)習(xí)案閱讀第6節(jié)，回答：1 .帶電粒子在勻強磁場中的運動(1) 帶電粒子的運動方向與磁場方向平行：做 運動。(2) 帶電粒子的運動方向與磁場方向垂直：粒子做運動且運動的軌跡平面與磁場方向。軌道半徑公式： 周期公式： 。(3) 帶電粒子的運動方向與磁場方向成B角：粒子在垂直于磁場方向作 運動，在平行磁場

2、方向作運動。疊加后粒子作等距螺旋線運動。2 .質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測量帶電粒子的_和分析的重要工具。由于洛侖茲力總是垂直于電荷運動方向，因此洛侖茲力總是 功，它只能改變運動電荷的速度，不能改變運動電荷的速度 (或動能)。4、回旋加速器：(1)使帶電粒子加速的方法有：經(jīng)過多次 直線加速；利用電場 和磁場的 作用，回旋速。 回旋加速器是利用電場對電荷的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉(zhuǎn)作用，在_ 的范圍內(nèi)來獲得的裝置。(3)為了保證每次帶電粒子經(jīng)過狹縫時均被加速，使之能量不斷提高，要在狹縫處加一個_電壓，產(chǎn)生交變電場的頻率跟粒子運動的頻率。帶電粒子獲得的最大能量與D形盒有關(guān)。三、我的疑惑：【

3、當(dāng)堂檢測】1、如圖所示，一束質(zhì)子沿同方向從正方形的頂點 a射入勻強磁場，分成兩部分，分 別從be邊和cd邊的中點e、f點射出磁場，求兩部分質(zhì)子的速度之比。(已知sin37 ° =0.6，cos37 °=0.8)3、洛侖茲力作用效果特點(1)求離子進入磁場后到達屏 S上時的位置與0點的距離.(2)如果離子進入磁場后經(jīng)過時間t到達位置P，證明:直線0P與離子入射方向之間的夾角9跟t的關(guān)系是2、如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 B，寬度為d,邊界為CD和EF。一電子 從CD邊外側(cè)以速率V0垂直勻強磁場射入，入射方向與 CD邊的夾角為B,已知電 子的質(zhì)量為m，電荷量為e,為使電子能

4、從EF邊射出，求電子的速率V0至少是多 少！0-：s 'X XXBXXXXXXXXXXI) X X X I探究案一、運動電荷在磁場中的運動規(guī)律1、帶電粒子在半無界磁場中的運動1、一個負離子，質(zhì)量為 m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)過小孔0射入 存在著勻強磁場的真空室中，如圖所示。磁感應(yīng)強度 B的方向與離子的運動方向垂2 穿過圓形磁場區(qū)2、如圖所示，一個質(zhì)量為 m、電量為q的正離子，從A點正對著圓心0以速度v 射入半徑為R的絕緣圓筒中。圓筒內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的 大小為B。要使帶電粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞多次后仍從 A點射出，求正離子在磁場中 運動的時間t.設(shè)粒子與圓

5、筒內(nèi)壁碰撞時無能量和電量損失，不計粒子的重力。直，并垂直于圖1中紙面向里.AM0 /N3、圓心為0、半徑為r的圓形區(qū)域中有一個磁感強度為 B、方向為垂直于紙面向里的勻強磁場，與區(qū)域邊緣的最短距離為 L的0/處有一豎直放置的熒屏 MN，今有一質(zhì)量為m的電子以速率v從左側(cè)沿00 /方向垂直 射入磁場，越出磁場后打在熒光屏上之 P點，如圖所 示，求0/ P的長度和電子通過磁場所用的時間。5、長為L的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，如圖所示，磁感強度為B，板間距離也為L,板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為 m，電量為q的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，-欲使粒子不打在

6、極板上，可采用的辦法是：汽乂 > 次B訂A. 使粒子的速度 v<BqL/4m;:“：“：:：:B. 使粒子的速度 v>5BqL/4m；C .使粒子的速度v>BqL/m;D .使粒子速度 BqL/4m<v<5BqL/4m。三、帶電粒子在磁場中運動的多解問題3 .穿過矩形磁場區(qū)4、如圖所示，一束電子（電量為 e）以速度v垂直射入磁感強度為B，寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是30。，則電子的質(zhì)量是，穿透磁場的時間是。6、如圖4所示，在x軸上方有一勻強電場，場強為 E，方向豎直向下。在x軸下方 有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 B，方向垂

7、直紙面向里。在x軸上有一點P，離原點 的距離為a?，F(xiàn)有一帶電量+q的粒子，質(zhì)量為m，從靜止開始釋放，要使粒子能經(jīng)過P點，其初始坐標(biāo)應(yīng)滿足什么條件？(重力作用忽略不計)A. 帶正電粒子必須沿ab方向從左側(cè)進入場區(qū)，才能沿直線通過B. 帶負電粒子必須沿ba方向從右側(cè)進入場區(qū)，才能沿直線通過C .不論粒子電性如何，沿ab方向從左側(cè)進入場區(qū)，都能沿直線通過 D .不論粒子電性如何，沿ba方向從右側(cè)進入場區(qū)，都能沿直線通過我的收獲：訓(xùn)練案1、 在回旋加速器中，下列說法不正確的是( )A.電場用來加速帶電粒子，磁場則使帶電粒子回旋B .電場和磁場同時用來加速帶電粒子C .在交流電壓一定的條件下，回旋加速器

8、的半徑越大，同一帶電粒子獲得的動能越大D.同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電壓的大小有關(guān)，而與交流電壓的頻率無關(guān)2、如圖所示是粒子速度選擇器的原理圖，如果粒子所具有的速率v=E/B那么XaXXX”X1X丨 1X1 、Xr左第2題右第3題3、如圖所示，a和b是從A點以相同的動能射入勻強磁場的兩個帶等量電荷的粒子運動的半圓形徑跡，已知ra=2rb ,則由此可知A .兩粒子均帶正電，質(zhì)量比 ma/mb=4B .兩粒子均帶負電，質(zhì)量比 ma/mb=4C. 兩粒子均帶正電，質(zhì)量比 ma/mb=1/4D. 兩粒子均帶負電，質(zhì)量比 ma/mb=1/44、如圖所示，一束電子流以速率v通過一個處于矩形空間的勻強磁場，速度方向與磁 感線垂直。且平行于矩形空間的其中一邊，矩形空間邊長為 3a和a電子剛好從矩 形的相對的兩個頂點間通過，求電子在磁場中的飛行時間。6、如圖所示，一質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子從容器A下方小孔Si飄入電勢差為U的加速電場。然后讓粒子垂直進入磁感應(yīng)強度為 B的磁場中做勻速圓周運動，最后打到照相底片D上，如圖3所示。求 粒子進入磁場時的速率； 粒子在磁場中運動的軌道半徑。5、一個負離子，質(zhì)量為 m，電量