带电粒子在匀强磁场中的运动学案3

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1、3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》导学案【教学目标】1、理解洛伦兹力对粒子不做功。2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。4、了解回旋加速器的工作原理。重点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹难点：带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹【自主预习】1．带电粒子在匀强磁场中的运动(1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做　　　　运动。(2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做　　　　运动且运动的轨迹平面与磁场方向　

2、　　。轨道半径公式：　　周期公式：　　　　。(3)带电粒子的运动方向与磁场方向成θ角：粒子在垂直于磁场方向作　　　　运动，在平行磁场方向作　　　　　运动。叠加后粒子作等距螺旋线运动。2．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的　　和分析　　　的重要工具。3．回旋加速器：(1)使带电粒子加速的方法有：经过多次　　直线加速；利用电场　　和磁场的　　作用，回旋　速。(2)回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在　　的范围内来获得　　　　的装置。(3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个　　电压，

3、产生交变电场的频率跟粒子运动的频率　　。　　⑷带电粒子获得的最大能量与D形盒　　有关。【典型例题】一、带电粒子在匀强磁场中的运动【例1】电子、质子、氘核、氚核以同样的速度垂直射入同一匀强磁场做匀速圆周运动，其中轨道半径最大的是（）A．电子B．质子C．氘核D．氚核Lv0abvθθyRRB二、带电粒子做圆周运动的分析方法【例2】如图所示，一束电子（电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为30º。求:(1)电子的质量m=?(2)电子在磁场中的运动时间t=?【例3】如图所示，在半径为R的圆的范围内，

4、有匀强磁场，方向垂直圆所在平面向里．一带负电的质量为m电量为q粒子，从A点沿半径AO的方向射入，并从C点射出磁场．∠AOC＝120º．则此粒子在磁场中运行的时间t＝__________．(不计重力)．三、质谱仪【例4】如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场。然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图3所示。求①粒子进入磁场时的速率；②粒子在磁场中运动的轨道半径。四

5、、回旋加速器【例5】关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是()A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用B

6、、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C、只有电场能对带电粒子起加速作用D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动【课后练习】1.运动电荷进入磁场后(无其他作用)可能做(　　)A．匀速圆周运动　　　　　　B．匀速直线运动C．匀加速直线运动D．平抛运动2．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则(　　)A．粒子的速率加倍，周期减半B．粒子速率不变，轨道半径减半C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4D．粒子速率不变，周期减半3.一电子与质子速度相同，都从O点射入匀强磁场区，则图中画

7、出的四段圆弧，哪两个是电子和质子运动的可能轨迹(　　)A．a是电子运动轨迹，d是质子运动轨迹B．b是电子运动轨迹，c是质子运动轨迹C．c是电子运动轨迹，b是质子运动轨迹D．d是电子运动轨迹，a是质子运动轨迹4.一匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面，在xOy平面上，磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内．一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速度为v，方向沿x轴正方向．后来，粒子经过y轴上的P点，如图所示．不计重力的影响，粒子经过P点时的速度方向可能是图中箭头表示的(　　)A．只有箭头a、b是可能的B．只有箭头b、c是可能的C．只有箭头c是可

8、能的D．箭头a、b、c、d都是可能的5．如图所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿x轴正向，匀强磁场的方向垂直于xOy平面向里．一电子在xOy平面内运动时，速度方向保持不变．则电子的运动方向沿(　　)A．x轴正向B．x轴负向C．y轴正向D．y轴负向6．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法中正确的是(　　)A．微粒一定带负电B．微粒的动能一定减小C．微粒的电势能一定增加D．微粒的机械能一定增加7.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频

9、交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电