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《帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)2、會(huì)分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律【重點(diǎn)難點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法?!局R(shí)鏈接】1、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及這些物理量之間的關(guān)系?2、洛侖茲力的方向:用_________定則判定。注意:(1)判定負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)所受洛侖茲力的方向,應(yīng)使四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的方向。(2)洛侖茲力的方向總是既垂直于又垂直于,即總是垂直于所決定的平面。3、洛侖茲力的大?。簬щ娏W觪以速度v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,f=【學(xué)習(xí)過(guò)程】帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(不計(jì)其它作用)(1)若v兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi),沿相反方向做半徑相等的勻強(qiáng)圓周運(yùn)動(dòng),從而在碰撞區(qū)迎面相撞.)為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷eq\f(q,m)越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大B.對(duì)于給定的加速電壓,帶電粒子的比荷eq\f(q,m)越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小C.對(duì)于給定的帶電粒子,加速電壓U越大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期越小D.對(duì)于給定的帶電粒子,不管加速電壓U多大,粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變【參考答案】例1、解析:粒子初速v垂直于磁場(chǎng),粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力而做勻速圈周運(yùn)動(dòng),設(shè)其半徑為R,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律,有因粒子經(jīng)O點(diǎn)時(shí)的速度垂直于OP,故OP是直徑,l=2R由此得例2、解析:做出OP的中垂線與OS的交點(diǎn)即為離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,軌跡如圖示:方法一:弧OP對(duì)應(yīng)的圓心角①周期T=②O′運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t=③O′解得:④方法二:弧OP對(duì)應(yīng)的圓心角⑤半徑為r,則qvB=⑥弧長(zhǎng):l=r·⑦線速度:v=⑧解得:⑨訓(xùn)練測(cè)試:1.答案:D解析:根據(jù)r=eq\f(mv,qB),T=eq\f(2πm,qB),得速度不同半徑r不同,周期T相同.2.答案:BD解析:出射方向必與運(yùn)動(dòng)軌跡相切.3.答案:AD解析:A、C選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn),所以粒子帶正電,再進(jìn)入磁場(chǎng)后,A圖中粒子應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn),正確.C圖中粒子應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn),錯(cuò)誤.同理可以判斷B錯(cuò),D對(duì).4.答案:B解析:帶電粒子在甲圖電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)位移大,在甲圖中電場(chǎng)力做功多,B正確.5.答案:AD解析:若磁場(chǎng)方向指向紙里,由左手定則可判斷洛倫茲力方向與庫(kù)侖力方向相反,則帶負(fù)電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力減小,由于半徑不變,其速度減小,周期變大,故A對(duì)B錯(cuò);若磁場(chǎng)方向指向紙外,洛倫茲力與庫(kù)侖力方向相同,其速度要增大,周期變小,故C錯(cuò)D對(duì).6.答案:BC解析:在加速器中qU=eq\f(1,2)mv2,在環(huán)狀空腔內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=eq\f(mv,qB),即r=eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q)),所以在半徑不變的條件下eq
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