带电粒子在匀强磁场中的运动专题.doc

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1、把困难作为机会你就是独一无二的人带电粒子在匀强磁场中的运动专题课前预习一、带电粒子在磁场中运动（不计其它作用）（1）若v//B，带电粒子以速度v做运动（此情况下洛伦兹力F=0）（2）若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动。①向心力由洛伦兹力提供：=m②轨道半径公式：R==。③周期：T==，频率：f==。角频率：。说明：T、F和的两个特点：①T、f和的大小与轨道半径（R）和运动速率（v）无关，只与和有关；②比荷（）相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f和相同。二、回旋加速器原理：（1）由于________原因，D形金属扁盒内没有电场，粒子在D形金属扁盒内运动时不

2、能获得加速，仅在磁场力作用下做________运动，周期为________．（2）两个D形金属扁盒缝隙中存在交变的电场，只要保证粒子每次进入电场时，都是加速电场，粒子就能获得加速．粒子在磁场中转过半圈的时间为圆周运动的半周期，这就要求交流电经过这段时间就要改变方向一次，尽管粒子的速度越来越大，但粒子的运动周期与速度_____，不计粒子通过缝隙所需要的时间，只要满足交流电的周期与粒子作圆周运动的周期_______，粒子就能不断地获得加速．D形金属扁盒的半径为R，根据Bqv=mv2/R，粒子飞出加速器时的动能为EK=mv2/2=B2R2q2/2m，它与加速电压U无关。课前预习答案：匀速直

3、线运动匀速圆周qvB2f电量q、质量m电压匀速圆周无关相等重难点解读一、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动第12页共12页你相信自己会成功你就会成功把困难作为机会你就是独一无二的人1、圆心的确定基本思路：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，也一定在圆中一根弦的中垂线上。两种情况：①已知入射方向和出射方向，分别过入射点和出射点做速度的垂线，两垂线的交点即是圆心，如图②已知入射方向和一条弦，可做入射点速度垂线和这条弦的中垂线，两线交点就是圆心，如图2、半径的确定和计算：圆心找到以后，自然就有了半径（一般是利用粒子入、出磁场时的半径）。半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于

4、圆弧上弦切角的两倍等知识。3、在磁场中运动时间的确定。利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角的大小，由公式t=×T可求出运动时间。有时也用弧长与线速度的比。如图所示，还应注意到：①速度的偏向角等于弧AB所对的圆心角。②偏向角与弦切角的关系为：＜180°，=2；＞180°，=360°-2；二、带电粒子在复合场中的运动1、这里所说的复合场是磁场与电场的复合场，或者是磁场与重力场的复合场，或者是磁场和电场、重力场的复合场.2、带电粒子在复合场中的运动情况（1）当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，所处状态是静止或匀速直线运动状态；合外力恒定且与初速度同向时，做

5、匀变速直线运动。常见情况有：①洛伦兹力为零（即v与B平行），重力与电场力平衡，做匀速直线运动；或重力与电场力的合力恒定，做匀变速运动②洛伦兹力与速度垂直，且与重力和电场力的合力（或其中一种力）平衡，做匀速直线运动。第12页共12页你相信自己会成功你就会成功把困难作为机会你就是独一无二的人（2）当带电粒子所受合外力只充当向心力时，粒子做匀速圆周运动；由于通常情况下，重力和电场力为恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下是重力与电场力平衡，洛伦兹力充当向心力。（3）当带电粒子所受合外力变化且与速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动.除了要写出相应的受力特点的方程之外，还要用到运动

6、学公式，或者从能量的观点(即动能定理或能量守恒定律)写出方程，联立求解.注意微观带电粒子在复合场中运动时，一般不计重力.易错辨析不能正确画出粒子在磁场中做圆周运动的轨迹。例：粒子进入磁场的方向不同，或磁场区域的边界不同，造成它在磁场中运动的圆弧轨迹不同，常见的有以下几种情况点评：解决这一类问题时，找到粒子在磁场中一段圆弧运动对应的圆心位置、半径大小以及与半径相关的几何关系是解题的关键。其中将进入磁场时粒子受洛伦兹力和射出磁场时受洛伦兹力作用线延长，交点就是圆弧运动的圆心典题精讲一、带电粒子在磁场中的圆周运动例1、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

7、电粒子（不计重力），从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，∠AOB=120°，则该带电粒子在磁场中运动的时间为_______A.2πr/3v0B.2πr/3v0C.πr/3v0D.πr/3v0vAB解析：首先通过已知条件找到所对应的圆心O′，由图可知θ=60°，得t=第12页共12页你相信自己会成功你就会成功把困难作为机会你就是独一无二的人，但题中已知条件不够，没有此选项，必须另想办法找规律表示t，由圆周运动和t==.其中R为AB弧所对应的