高中物理带电粒子在匀强磁场中运动

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1、；xXX；II三角函数等)求出半径大小.第四节带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.若v//B.带屯粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做运动.2.若vLB,带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平而内以入射速度卩做运动.(1)向心力由洛伦兹力提供：qvB==;mv(2)轨道半径公式：R=—.qB⑶周期：厂=也=斗倜期厂与速度人轨道半径斤无关)；vqB(4)频率：f=*將;12JTm(5)角速度：3=牛=二、带电粒子在有界磁场中的运动1.分析方法：找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立

2、运动时间广和转过的圆心角Q之间的关系作为辅助.(1)圆心的确定①基本思路：与速度方向垂直的直线和图屮弦的屮垂线一定过圆心.②两种情形a.已知入射方向和岀射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直丁•入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图所示，图中P为入射点，財为岀射点).b.已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图所示，图中P为入射点,财为出射点).(2)半径的确定用几何知识(勾股定理、(3)运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为。吋，

3、其运动时间为:t—T(或t=—T)360°2兀八2.规律总结带电粒子在不同边界磁场中的运动⑴直线边界(进出磁场具有对称性，如图)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图)(2)平行边界(存在临界条件，如图)典例分析：例1、在磁感应强度为〃的匀强磁场中，一带电粒子做匀速圆周运动，乂垂直进入磁感应强度为2$的匀强磁场中，则（）A.粒子速率加倍，周期减半B.粒子速率不变，半径减半C・粒子速率减半，半径变为原來的1/4D.粒子速率不变，周期减半例2.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离,粒子的能量逐

4、渐减小（带电荷量不变）,从图中情况可以确定（）。A.粒子从日到方，带正屯B.粒子从b到日,带正电C.粒子从a到b,带负电D.粒子从方到臼，带负电例3、如图所示，在有界匀强磁场边界线弘〃，於；速度不同的同种带电粒子从S点沿〃方向同时射入磁场，其中穿过白点的粒子速度旳与沏V垂直，穿过〃点的粒子，其速度方向与沏V成60。角.设两粒子从S到日、方所需时间分别为如紡则U:仇为（）A.1:3…，・B.4:3C.1:1D.3:2例4、如图所示，平面直角坐标系的第I象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为〃人电荷量为Q的粒子以速度卩从0点沿着与F轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到力点

5、时速度方向与/轴的正方向相同，不计粒子的重力，贝H）A.该粒子带正电「ImvB.M点与x轴的距离为而、、肌/nC.粒子由0到力经历时间t=—3qBD.运动过程中粒子的速度不变例5、如图所示，在一底边长为2日，〃=30°的等腰三角形区域内（〃在底边中点），有垂直纸而向外的匀强磁场.现有一质量为加电荷量为Q的带止电的粒子，从静止开始经过电势差为〃的电场加速后，从〃点垂直于矿进入磁场，不计重力与空气阻力的影响.（1）若粒子恰好垂直于矿边射出磁场，求磁场的磁感应强度2为多少？（2）改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到肋板，求粒子从进入磁场到第一次打到肋板的最长吋间是多少？~课堂针对练习

6、：1、关于带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力（重力）作用，下列说法正确的是（）A.可能做匀速直线运动B.可能做匀变速直线运动C.可能做匀变速曲线运动D.只能做匀速圆周运动2、一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场.粒子的一段径迹如下图所示•径迹上的每一小段都可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）.从图中情况可以确定（）XXXxXXA.粒子从日到B.粒子从日到力，C.粒子从0到日，D.粒子从方到臼，带正电带负屯带正电带负电3、如图所示，比荷为c/rn的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧

7、面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（）—d.A、2Bed/mriXXB、Bed/mXC>Bed/(2m)1:X1BXD、^2Bed/m1X1X4、如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子日、力、c,以不同的速率对准圆心0沿着力。方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用。则下列说法正确的是（）A.臼粒子动能最大B.c粒子速率最大C.方粒子在磁场屮运动时间最长D.它们做圆周运动的周期7