2018届高考物理第一轮复习导学案5

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1、§3.6带电粒子在匀强磁场中的运动C1）匀速E3运动【课案设计】卞加荣【学习目标】1•通过实验，知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场后做匀速圆周运动.2•会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并会用这些公式分析问题.【重点难点】1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题。2.带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹。【课前预学】带电粒子在匀强磁场中的两种常见的运动情况（不计重力）1.匀速直线运动：带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），此时带电粒子

2、所受洛伦兹力为零，带电粒子将以速度v做匀速直线运动.2•匀速圆周运动：带电粒子以垂直于磁场的速度进入磁场时，根据左定则粒子所受的洛伦兹力既垂直于方向、又垂直于方向，即洛伦兹力垂直于速度方向、磁感应强度方向所构成的平面，没有任何力驱使粒子离开洛伦兹力和速度构成的平面.又因为洛伦兹力对带电粒子不做功，根据动能定理，粒子的动能不变，即速度大小不变，洛伦兹力仅在不断改变粒子的速度，粒子做半径公式为,周期为的匀速圆周运动。【课中学习】认识带电粒子在匀强磁场中的运动［问题设计］用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转.(1)不加磁

3、场时，电子束的运动轨迹如何？加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？iS场中做匀建声坍运动.(2)如果保持出射电子的速度不变，增人磁感应强度，轨迹圆半径如何变化？如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，圆半径如何变化？*3=晋-可知半径丫=嘗又卩=響，所以厂=鬻・励破线剧(询厉各•个玻璃泡电子枪［要点提炼］沿着与磁场垂直的方向射入磁场中的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动.向心力为洛仑兹力F=qoB,由niv［延伸思考］由尸励知同-带电粒子，在同-匀强磁场中,半径/会随着速度的增大而增大，它的周期也会随着速度的增大而增大

4、吗？例1気;H、宛册、屁H、氨;居四种粒子垂直某匀强磁场运动，求下列情况中粒子的轨道半径之比与周期之比。①四种粒子速度相等时，轨道半径之比为周期之比①四种粒子动能相等时，轨道半径之比为周期之比②四种粒子经过同一电场加速后进入磁场，轨道半径之比为周期之比二.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的分析1.圆心的确定方法:基本思路：过轨迹上某点作与速度方向垂直的直线和弦的中垂线一定过圆心。可通过（1）如图，已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时,找到粒子运动轨迹的圆心。（2）如图，已知入射方向、入射点和出射点轨迹的圆心。置

5、时，可以运动2.半径的确定和计算（1）利用平面几何关系（勾股定理、三角函数等），求出该圆的半径（或圆心角）。（2）注意：粒-了速度的偏向角e转过的圆心角a,并等于AB弦与切线的夹角（弦切角）9的,如图所ZjO1.运动时间的确定（1）粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆nn心角为a吋，其运动吋间尸丽或尸石门・（2）当定时，粒子在磁场中运动的时间/=£,/为带电粒子通过的弧长.二.带电粒子在不同边界磁场中的运动1.无边界磁场：粒子轨迹为完整的圆。2.直线边界（进岀磁场具有对称性）在下列各图中画岀粒了运

6、动的轨迹，并标出圆心的位置和末速度的方向。边界［要点提炼］带电粒子做圆周运动的对称性应用的两个重要结论：(1)从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等.(2)在圆形磁场区域内，沿半径方向射入的粒了，必沿半径方向射出.例2如图所示，一束电荷量为w的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度e射入宽度为〃的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为0=60。，求：(1)电子的质量(2)穿越磁场的时间(3)带电粒子离开磁场时偏转的侧位移二.带电粒子的电偏转与磁偏转的比较例3带电粒子以初速度兀从

7、曰点垂直y轴进入匀强磁场，如图所示•运动中经过方点，Oa=必若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以％从日点垂直y轴进入电场，粒子O;xx!xxx!•III}XXX

8、能通过b点，那么电场强度〃与磁感应强度〃之比为()A.K)B.1C.2VoD・f【当堂检测】1.两个带电粒子沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场，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—六L的■r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•如图所示，水

9、平导线中有电流/通过，导线止下方的电子初速度的方向与电流/的方向相同，则电子将（）A.沿路径＜3运动，轨迹是圆B.沿路径自运动，轨迹半径越来越大C.沿路径日运动，轨迹半径越来越小D.沿路径方运动，轨迹半径越來越小3•如图所示，将截面为正方形的真空腔日比d放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。若有一束具有不同速率的