2017_2018学年高中物理专题3.6带电粒子在匀强磁场中的运动试题新人教版

《2017_2018学年高中物理专题3.6带电粒子在匀强磁场中的运动试题新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6节带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动1．只考虑磁场作用力时，平行射入匀强磁场的带电粒子，做运动。2．垂直射入匀强磁场中的带电粒子在洛伦兹力的作用下做运动。其轨道半径，运行周期，由周期公式可知带电粒子的运动周期与粒子的成正比，与和磁感应强度成反比，而与和无关。二、回旋加速器1．回旋加速器的核心部件是两个。2．粒子每经过一次加速，其轨道半径变大，粒子圆周运动的周期。3．最大动能：由和，得，R为D形盒的半径，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关。匀速直线匀速圆周质量

2、电荷量轨道半径运动速率D形盒不变一、带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法1．如何确定“圆心”（1）由两点和两线确定圆心，画出带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹。确定带电粒子运动轨迹上的两个特殊点（一般是射入和射出磁场时的两个点），过这两个点作带电粒子运动方向的垂线（这两条垂线即为粒子在这两点时所受洛伦兹力的方向），则两条垂线的交点就是圆心，如图（a）所示。（2）若只知过其中一个点的粒子的运动方向，则除过已知运动方向的该点作垂线外，还要将这两点相连作弦，再作弦的中垂线，两条垂线的交点就是圆心，如图（b）所示。（3）若知一

3、个点及运动方向，也知另外某时刻的速度方向，但不确定该速度方向所在的点，如图（c）所示，此时要将其中一个速度的延长线与另一个速度的反向延长线相交成一角（∠PAM），画出该角的角平分线，它与已知点的速度的垂线交于一点O，该点就是圆心。2．如何确定“半径”方法一：由物理方程求半径；方法二：由几何方程求，一般由数学知识（勾股定理、三角函数等）计算来确定。3．如何确定“圆心角与时间”（1）速度的偏向角φ等于圆弧所对应的圆心角（回旋角）θ等于2倍的弦切角α，如图所示。（2）时间的计算方法。方法一：由圆心角求，。方法二：由弧长求，。

4、4．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法（1）画轨迹：即画出运动轨迹，并确定圆心，用几何方法求半径。（2）找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系。（3）用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式。【例题1】（2017·河北省衡水中学高三摸底联考）如图所示，在一个边长为a的正六边形区域内存在磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，三个相同带正电的粒子，比荷为，先后从A点沿AD方向以大小不等的速度射入匀强

5、磁场区域，粒子在运动过程中只受到磁场力作用，已知编号为①的粒子恰好从F点飞出磁场区域，编号为②的粒子恰好从E点飞出磁场区域，编号为③的粒子从ED边上的某一点垂直边界飞出磁场区域，则A．编号为①的粒子在磁场区域内运动的时间为B．编号为②的粒子在磁场区域内运动的时间为C．三个粒子进入磁场的速度依次增加D．三个粒子在磁场内运动的时间依次增加参考答案：C二、带电粒子在叠加场中的运动带电粒子（带电体）在叠加场中运动的分析方法1．弄清叠加场的组成。2．进行受力分析。3．确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合。4．画出

6、粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律解题。（1）当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解。（2）当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，应用牛顿定律结合圆周运动规律求解。（3）当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解。（4）对于临界问题，注意挖掘隐含条件。5．记住三点：能够正确对叠加场中的带电粒子从受力、运动、能量三个方面进行分析（1）受力分析是基础：一般要从受力、运动、功能的角度来分析。这类问题涉及的力的种类多，含重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力等。（2）运动过程分析是关键：

7、包含的运动种类多，含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动以及其他曲线运动。（3）根据不同的运动过程及物理模型，选择合适的定理列方程（牛顿运动定律、运动学规律、动能定理、能量守恒定律等）求解。【例题2】（2017·河北石家庄二中高二期中）如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子（不计重力）沿两板间中心线O1O2从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运

8、动时间为t0。若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上。（1）求两极板间电压U；（2）求质子从极板间飞出时的速度大小；（3）若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线O1O2从左侧O1点射入，欲使质子从两板间左侧飞出，射入的速度应满足什么条件。参考答案：（1）（2）（3）试题解析：（1）设质子从左侧O1点射入