專題三帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案

1、授課時(shí)間周星期授課班級(jí)授課教師方法、技巧、規(guī)律一象限.求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和射出點(diǎn)的坐標(biāo).專題三帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1、穩(wěn)固帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的的一般分析方法2、能熟練繪制運(yùn)動(dòng)過(guò)程軌跡,能準(zhǔn)確確定圓心和半徑3、會(huì)分析臨界問(wèn)題的條件及解題方法重 點(diǎn)繪制軌跡,找圓心和半徑,條件分析.難 點(diǎn)繪制軌跡,找圓心和半徑課 題知識(shí)梳理1.確定圓心的方法:2.半徑確實(shí)定和計(jì)算3.圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱規(guī)律【例1】如圖4所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心 O沿著AO方向射入磁場(chǎng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖.假設(shè)帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用

2、,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A. a粒子動(dòng)能最大學(xué) 習(xí) 過(guò) 程B. c粒子速率最大C. b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)*bD.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 Ta<Tb<Tc1、帶電粒子在半無(wú)界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例4】一個(gè)負(fù)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(guò)小孔O射入存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中,如下圖.磁感應(yīng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)方向垂直,并垂直于圖 1中B的方向與離子的紙面向里.(1)求離子進(jìn)入磁場(chǎng)后到達(dá)屏S上時(shí)的位置與(2)如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)時(shí)間射方向之間的夾角 .跟t的關(guān)系是2.穿過(guò)圓形磁場(chǎng)區(qū).畫(huà)好輔助線偏角可由tan- '求出.經(jīng)歷時(shí)間由2 RO點(diǎn)的距離.t到達(dá)位置嗎I O 2

3、mP,證實(shí)：直線OP與離子入(半徑、速度、軌跡圓的圓心、t 得出.Bq注意：由對(duì)稱性,射出線的反向延長(zhǎng)線必過(guò)磁場(chǎng)圓的圓心.連心線)OB.射出粒子的最大速度為qB(L 3d)2mC.保持d和L不變,增大B,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大入射.這兩種粒子帶同種電荷,它們的電荷量、質(zhì)量均不同,但其比荷相同,【例5】如下圖,一個(gè)質(zhì)量為 m、電量為q的正離子,從 A點(diǎn)正對(duì)著圓心O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(qiáng)磁場(chǎng), 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 Bo要使帶電粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞屢次后仍從A點(diǎn)射出,求正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t.設(shè)粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞時(shí)無(wú)能量和電量損失,不計(jì) 粒子

4、的重力.3.穿過(guò)矩形磁場(chǎng)區(qū).【例6】如下圖,一束電子電量為e以速度v垂直射入磁感強(qiáng)度為 B,寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入從射方向的夾角是30.,那么電子的質(zhì)量是 ,穿透磁場(chǎng) 的時(shí)間是 O0例7 2021新課標(biāo)理綜第25題.19分如圖,在區(qū)域I 0WxW?和區(qū)域II dWxW2d內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B ,方向相反,且都垂直于 Oxy平面.一質(zhì)量為 m、帶電荷量 q q>0的粒子a于某時(shí)刻從y軸上的P點(diǎn)射入?yún)^(qū)域I,其速度方向沿x軸正向. a在離開(kāi)區(qū)域I時(shí),速度方向與x軸正方向的夾角為 30°因此,另一質(zhì)量和 電荷量均與a相同的粒子b

5、也從p點(diǎn)沿x軸正向射入?yún)^(qū)域I,其速度大小是 a的 1/3.不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力.求1粒子a射入?yún)^(qū)域I時(shí)速度的大??；2當(dāng)a離開(kāi)區(qū)域II時(shí),a、b兩粒子的y坐產(chǎn) I IX X !IX X :IIX X !n ；d2dx針對(duì)練習(xí)1 .如下圖,豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)光滑的絕緣水平面,平面上一個(gè)釘子O固定一根細(xì)線,細(xì)線的另一端系一帶電小球,小球在光滑水平面內(nèi)繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng).在某時(shí)刻細(xì)線斷開(kāi),小球仍然在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下 列說(shuō)法一定錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.速率變小,半徑變小,周期不變B.速率不變,半徑不變,周期不變C.速率不變,半徑變大,周期變大D.速率不變,半徑變小,周期變小 2.2021浙江第20題.利用如下圖裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子.圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),板上有兩條寬度分別為 2d和d的縫,兩縫近端相距為 L.一群質(zhì)量為 m、電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN16Z - I I進(jìn)入磁場(chǎng),對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是-*rJJ r<B-A.粒子帶正電D.保持d和B不變,增大L,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大 3. 2021海南卷第10題.空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圖中的正方形為其邊界.一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子