带电粒子在匀强磁场中的运动导学案

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1、第五节带电粒子在匀强磁场中的运动〖知识精讲〗A2A3A4A1知识点1.回旋加速器[例1]回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图.下列说法正确的是()A.粒子在磁场中做匀速圆周运动B.粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少C.粒子的轨道半径与它的速率成正比D.粒子的运动周期和运动速率成正比[变式训练1]用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可采用下列哪几种方法()A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强度增大为原来的4倍C.将D形金属盒的

2、半径增大为原来的2倍D.将D形金属盒的半径增大为原来的4倍知识点2.质谱仪[例2]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，最后打到底片D上.(1)粒子在S1区做什么运动?(2)在S2区做何种运动，在S3区将做何种运动?(3)假如粒子沿一半圆运动打到底片D上，B距离D多远？[变式训练2]质子和α粒子由静止出发经同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各个运动参量间的关系正确的是_______A.动能之比为1∶2B.速率之比为∶1C.轨道半

3、径之比为∶2D.运动周期之比为1∶2知识点3.带电粒子在磁场中的运动[例3]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/3v0[变式训练3].如图，匀强磁场宽度为L，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，有一质量为m，电量为q的正粒子，以初速度垂直磁场方向从小孔C射入匀强磁场后从磁场右边界A点射出，已知AB间距离为H.（1）求粒子的

4、初速度v0.（2）粒子在磁场中的运动时间.〖综合拓展〗[例4]如图11-4-1绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量是＋q，小球可在棒上滑动．将此棒竖直放在互相垂直且在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒间的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度（小球带电荷量不变）BE图11-4-1【活学活练】〖基础达标〗1.在回旋加速器中，下列说法正确的是()A.电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子旋转B.电场和磁场同时用来加速带电粒子C.在确定的交流电压下，回旋加速器的半径越大，同一带电粒子获得的动能越大

5、D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电源的电压有关，而与交流电源的频率无关2.一回旋加速器，当外加磁场一定时，可把质子加速到v,使它获得的能量为Ek，在不考虑相对论效应的情况下，则(1)能把α粒子加速到的速度为()Ａ.ｖＢ.Ｃ.２ｖＤ.(2)能使α粒子获得的动能为()Ａ.ＥkＢ.２ＥkＣ.ＥkＤ.Ｅk(3)加速α粒子的交变电场频率与加速质子的交变电场频率之比为()Ａ.１Ｂ.２Ｃ.Ｄ.3、匀强磁场中如果带电粒子的运动方向不和磁感应强度方向垂直，它的运动轨道是什么样的曲线？4、如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场.一对正、负电子分别

6、以相同速率，沿与x轴成30°的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为()Ａ.1∶２Ｂ.２∶１Ｃ.１∶Ｄ.１∶１5、如图所示是理想的圆形磁场，半径为R，磁感应强度为B，一质子（质量为m，电量为e）向圆心方向射入磁场，离开磁场时方向与射入方向的夹角为120°，则质子通过磁场所用的时间等于多少？6、两极M、N相距为d，板长为5d，两板未带电，板间有垂直于纸面的匀强磁场，如图所示，一大群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B的范围怎样？（设电子电量为e，质量为m）〖能力提升〗7、一个质量为m

7、，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做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，作用在负电荷上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．D．A8、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图11-4-16所示，若小球运动到A点时，由于某种原因，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是（）A．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变B．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小C．小球做顺时针匀

8、速圆周运动，半径不变D．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小9、如图所示，空间存在