《37：带电粒子在匀强磁场中的运动》导学案

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1、《3.7：带电粒子在匀强磁场中的运动》导学案编制：李孟娟审核：冯志学生：K课前预习案U学习目标定位：1•知道洛伦兹力做功的特点。2.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律和分析方法。3.知道质谱仪和回旋加速器的构造和原理。核心知识梳理：一.带电粒子在匀强磁场中的运动1.带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动时，它所受的洛伦兹力总与速度的方向，所以洛伦兹力对帯电粒子O2.带电粒子（不计重力）以一定的速度进入匀强磁场中：（1）.若卩〃“，带电粒子不受洛伦兹力，做.（2）.若y丄必带电粒子仅受洛伦兹力作用，做•想一想同种带电粒子以不同的速度垂直射入

2、同一匀强磁场中，它们的运动周期相同吗?二.质谱仪和回旋加速器1.质谱仪仃）构造：（2）加速：粒子被加速电场加速，市动能定理：偏转：粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动,mv由牛顿第二定律：.由两式可得出需要研究的物理量，q想一想质谱仪是如何区分同位素的呢?2.回旋加速器(1)构造：〃、D是半圆金属盒，〃形盒的缝隙处接电源.〃形盒处于匀强磁场中.(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过〃形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地，粒子就会被一次一次地・rtlqvB=—,异C-护得瓦产喘&可见粒子获得的最

3、大动能由和D形盒决定，与加速电压去.想一想随着粒子速度的增加，缝隙处电势差的正负改变是否越來越快，以便能使粒子在缝隙处刚好被加速？K预习检测题11.两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同--匀强磁场，它们在磁场中作匀速圆周运动的半径相同，且转动方向也相同，那么这两粒子的情况是（）A.两粒子的速度大小一定相同.B.两粒子的质量一定相同C.两粒子的运动周期一定相同D.两粒子所带电荷种类一定相同2.在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，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.粒子的速率加倍，轨

4、道半径减半C.粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4D.粒子的速率不变，周期减半3.处在匀强磁场内部的两个电子A和B分别以速率v和2v垂直射入匀强磁场，经偏转后，哪个电子先回到原来的出发点（）A.同时到达B.A先到达C.B先到达D.无法判断4.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是（）A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用B.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形盒屮做匀速圆周运动5.关于回旋加速器加速帯电粒.子所获得的能量，下列说法正确的是（）.A.与加速器的半径有关，半径越大，能

5、量越大B.与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C.与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D.与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大K随堂训练题11•质子和Q粒子由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感应线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各运动量I'可的关系正确的是（）A.速度之比为2:1B.周期之比为1:2C.半径之比为1:2D.角速度之比为1:12.如图所示，直线上方有磁感应强度为〃的匀强磁场。正、负电子同时从同一点0以与•血V成30°角的同样速度卩射入磁场（电子质量为加，电荷为e）,它们从磁场中射出吋相距多远？射

6、出的时间差是多少？2.如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力）从A点以速度垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出，若ZA0B=120°,则该带电粒子在磁场中运动的时间为（A.2兀r3v0B.2荷兀r3voC-3v0U3v03.如右图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个带电粒子（不计重力）沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，贝I」（）A.从P射出的粒•子速度大B.从Q射出的粒子速度大C.从P射出的粒子在磁场中运动时间长D.两粒子在磁场中运动时间一样长1•如图所示，一束电

7、子（电量为幺）以速度“垂直射入磁感强度为B,宽度为〃的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30。，则电子的质量是,穿透磁场的时间是o2.—质量为m,电量为q的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁场方向垂直于它运动的平面，且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍，则负电荷做圆周运动的角速度可能是（）A.B.■C.*1.如图所示，一个质量为加，电荷量为不计重力的带电粒子从兀轴上的P（a,0）点以速度v,沿与x正方向成60。的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象，限

8、。求：（1）匀强磁场的磁感应强度3和射出点的坐标。（2）带电粒子在磁场中的运动时间是多少？2.如图所示，在y<0的区域内存