36带电粒子在匀强磁场中的运动学案8（人教版选修3-1）

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1、3.6带电粒子在匀强磁场中的运动学案8【学习目标】1、理解带电粒子的初速度方向打磁感应强度方向垂直吋，做匀速圆周运动。2、会运用牛顿运动在匀强磁场中定律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，并会用它们解答有关问题。3、知道冋旋加速器的基木结构和工作原理及用途。【预习导引】知识点1：带电粒子在匀强磁场中的运动1、带电粒子在磁场屮运动时，所受洛伦兹力永远于粒子的速度方向，所以洛伦兹力带电粒了的速度人小，只会改变粒了速度的O2、洛伦兹力对带电粒了永远功。（填“做”或“不做”）3、沿着为磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子在匀强磁场中做运动，提供

2、向心力的是o知识点2：回旋加速器①棊本结构：半関金属盒D］、D2，粒了源A,半鬪金属盒Di、间冇交变电场，与半圆金属盒D］、D?垂直的强磁场。②工作原理：带电粒子在电场力的作用下可以运动，在匀强磁场中受到洛仑兹力作用可以做运动，其运动方向转过180度到达D型盒的缝隙时再次进入电场，并使电场方向改变，使带电粒了再次,穿过电场后进入磁场再次转过180度回到电场，电场的方向又随Z改变，对带电粒子继续。这个过程循环下去就达到对粒子加速的目的。【典型例题】［例1］用回旋加速器来加速质子，为了使质了获得的动能增加为原来的4倍，原则上可采用下列哪儿种方法（）A.将其

3、磁感应强度增大为原來的2倍B.将具磁感应强度增大为原来的4倍C.将〃形金属盒的半径增大为原来的2倍D.将〃形金属盒的半径增大为原來的4倍［思路分析］由瞩及4孰22m［答案］AC［例2］质子和a粒了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，则它们在磁场屮的各个运动参聚间的关系正确的是A.动能之比为1:2B.速率之比为血：1C.轨道半径Z比为血：2D.运动周期Z比为1：21aU=—2［答案］质了是氢原了核，。粒了是氢原子核，它们电量和质量的关系分别为=1/2,mn:ma=l/4.由静止开始由同一加速电场加速后动能价二狞,所以EkH/

4、Eka=qHu/q根据E^=丄77W$有V//2/v«2=—/—-得V/z/v<7=V2/I.2叫ma带电粒了在匀强磁场屮做匀速圆周运动轨道半径r-mv/qB-^2Ekm/qB,所以有讣x,%=72/2QhQ粒子的运行周期T=2Jim/qBTu/Ta-mulqnXqhn«=l/2所以A、B、C、D均正确.［答案JABCD【达标训练】1•如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v=E/B那么（）A.带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过C.不论粒了电性如何，沿ab方向

5、从左侧进入场区，都能沿直线通过D.不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过XaX■XX”XXXX左4；十丿▼▼▼第1题右第2题2.如图所示，a和b是从A点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹，已知好2n,,则由此可知（）A.两粒子均带正电，质量比infl/mb=4B.两粒子均带负电，质最比1儿/皿＞=4C.两粒子均带止电,质量比ma/mb=l/4D.两粒子均带负电,质量比ma/nib=l/43•如图所示，匀强磁场中有一个带电量为q的正离子，口a点沿箭头方向运动，当它沿圆轨道运动到匕点时，突然吸收了附近的若干个

6、电子，接着沿另一圆轨道运动到与a、b在一条直线上的c点，已知acpb/2.电了电量为e,由此可知，正离了吸收的电了个数为()A.3q]2eB.q/eC.2q]3eD.q[3efXxXBxAX•XX・♦■■•・・XxxtqX.由*Xx■x■IAXX••X••XXXXx■…乂■x第3题第4题4.如图所示，质最为m帯正电q的液滴，处在水平方向的匀强磁场屮，磁感应强度为B,液滴运动速度为v,若要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加的匀强电场方向为,场强大小为,从垂直于纸而向你看，液体的绕行方向为05.川一回旋加速器对某种带电粒了加速，若笫一次加速后该粒了在

7、D形盒中的回旋半径为r,则该粒子第二次进入该D形盒中的I叫旋半径为•6•用同一回旋加速器分别加速ci粒子和质子，则它们飞出D形盒时的速度之比VH二c1、AC2、B；3、D；4、向上mg/q逆时针；5、a/3r；6、1:2