高二物理暑期課程第12講學(xué)案

1、個(gè)性化學(xué)案第十二講：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)全章復(fù)習(xí)適用學(xué)科高中物理適用年級(jí)高中二年級(jí)適用區(qū)域新課標(biāo)人教版課時(shí)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）120知識(shí)點(diǎn)1. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型2. 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式3. 回旋加速器的工作原理4. 磁場(chǎng)全章內(nèi)容復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2、會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式，知道它們與哪些因素有關(guān)3、了解回旋加速器的工作原理4、對(duì)磁場(chǎng)全章內(nèi)容系統(tǒng)理解復(fù)習(xí)（二）過程與方法：1. 通過物理模型，了解物理知識(shí)在生活中的實(shí)際應(yīng)用2.

2、通過帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀：1、了解物理學(xué)對(duì)生活實(shí)際的影響和作用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀2、通過本章內(nèi)容了解物理在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探索精神3、通過復(fù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生歸納知識(shí)和進(jìn)一步運(yùn)用知識(shí)的能力，學(xué)習(xí)一定的研究問題的科學(xué)方法。 學(xué)習(xí)重點(diǎn)洛倫茲力、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型、質(zhì)譜儀和回旋加速器的原理學(xué)習(xí)難點(diǎn)半徑公式和周期公式的推導(dǎo)、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的分析學(xué)習(xí)過程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)學(xué)生與教師一起復(fù)習(xí)以下內(nèi)容（1）什么是洛倫茲力？ （2）帶電粒子在磁場(chǎng)中是否一定受洛倫茲力？（3）帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)做什么運(yùn)

3、動(dòng)呢？通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)初步了解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。洛倫茲在這方面的研究做出了杰出的貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念他，人們把帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的作用力叫做洛倫茲力。這節(jié)課我們對(duì)洛倫茲力作進(jìn)一步的討論帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。二、知識(shí)講解考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)介紹洛倫茲力演示儀。如圖所示。引導(dǎo)學(xué)生預(yù)測(cè)電子束的運(yùn)動(dòng)情況。（1）不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束的徑跡；（2）加垂直紙面向外的磁場(chǎng)時(shí)，電子束的徑跡；（3）保持出射電子的速度不變，增大或減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，電子束的徑跡；（4）保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，增大或減小出射電子的速度，電子束的徑跡。教師演示，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)

4、，驗(yàn)證自己的預(yù)測(cè)是否正確。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1. 在暗室中可以清楚地看到，在沒有磁場(chǎng)作用時(shí)，電子的徑跡是直線；2. 在管外加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)（這個(gè)磁場(chǎng)是由兩個(gè)平行的通電環(huán)形線圈產(chǎn)生的），電子的徑跡變彎曲成圓形。3. 磁場(chǎng)越強(qiáng)，徑跡的半徑越?。?. 電子的出射速度越大，徑跡的半徑越大。引導(dǎo)學(xué)生分析：當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電子受到垂直于速度方向的洛倫茲力的作用，洛倫茲力只能改變速度的方向，不能改變速度的大小。因此，洛倫茲力對(duì)粒子不做功，不能改變粒子的能量。洛倫茲力對(duì)帶電粒子的作用正好起到了向心力的作用。所以，當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。思考與討論：帶

5、電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑r和周期T為多大呢？出示投影片，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：一帶電量為q，質(zhì)量為m ，速度為v的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其半徑r和周期T為多大？如圖所示。粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F=m是由粒子所受的洛倫茲力提供的，所以qvB=m由此得出 r= 周期T= 代入式得 T= 由式可知，粒子速度越大，軌跡半徑越大；磁場(chǎng)越強(qiáng)，軌跡半徑越小，這與演示實(shí)驗(yàn)觀察的結(jié)果是一致的。由式可知，粒子運(yùn)動(dòng)的周期與粒子的速度大小無關(guān)。磁場(chǎng)越強(qiáng)，周期越短。 介紹帶電粒子在汽泡室運(yùn)動(dòng)的徑跡照片，讓學(xué)生了解物理學(xué)中研究帶電粒子運(yùn)動(dòng)的方法。2、回旋加速器 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有

6、關(guān)內(nèi)容，了解各種加速器的發(fā)展歷程，體會(huì)回旋加速器的優(yōu)越性。課件演示，回旋加速器的工作原理，根據(jù)情況先由學(xué)生講解后老師再總結(jié)。（1）作用：產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)的粒子（2）原理兩D形盒中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)無電場(chǎng)，盒間縫隙有交變電場(chǎng).交變電場(chǎng)的周期等于粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期.粒子最后射出加速器的速度大小由盒的半徑?jīng)Q定.（3）注意帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期 跟運(yùn)動(dòng)速率和軌道半徑無關(guān)，對(duì)于一定的帶電粒子和一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度來說，這個(gè)周期是恒定的.交變電場(chǎng)的往復(fù)變化周期和粒子的運(yùn)動(dòng)周期T相同，這樣就可以保證粒子在每次經(jīng)過交變電場(chǎng)時(shí)都被加速.由于狹義相對(duì)論的限制，回旋加速器只能把粒子加速到一定的能量.（4）帶電粒子的最

7、終能量當(dāng)帶電粒子的速度最大時(shí)，其在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑也最大，由r=mv/qB知道v=qBr/m.若D形盒的半徑為R時(shí)，帶電粒子的出射速度變?yōu)関=qBR/m.所以，帶電粒子的最終動(dòng)能為所以，要提高加速粒子的最終能量，就應(yīng)該盡可能的加大B的強(qiáng)度和D形盒的半徑R.在講解回旋加速器工作原理時(shí)應(yīng)使學(xué)生明白下面兩個(gè)問題：（1）在狹縫AA與AA之間，有方向不斷做周期變化的電場(chǎng)，其作用是當(dāng)粒子經(jīng)過狹縫時(shí)，電源恰好提供正向電壓，使粒子在電場(chǎng)中加速。狹縫的兩側(cè)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其作用是當(dāng)被加速后的粒子射入磁場(chǎng)后，做圓運(yùn)動(dòng)，經(jīng)半個(gè)圓周又回到狹縫處，使之射入電場(chǎng)再次加速。（2）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與速率成正比，隨著每

8、次加速，半徑不斷增大，而粒子運(yùn)動(dòng)的周期與半徑、速率無關(guān)，所以每隔相相同的時(shí)間（半個(gè)周期）回到狹縫處，只要電源以相同的周期變化其方向，就可使粒子每到狹縫處剛好得到正向電壓而加速。考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)2、磁場(chǎng)全章內(nèi)容復(fù)習(xí)1、磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等鐵質(zhì)物質(zhì)。 磁體上磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫做磁極，每個(gè)磁體都有兩個(gè)磁極N極和S極。N極：能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體懸吊靜止時(shí)，指北的磁極叫N極。S極：能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體懸吊靜止時(shí)，指南的磁極叫S極。 同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。2、磁場(chǎng)（1）存在：磁場(chǎng)是存在于磁體或通電導(dǎo)線周圍空間的一種物質(zhì)。（2）性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用。（3）磁場(chǎng)的方向：小磁針北極的受

9、力方向 小磁針靜止時(shí)北極所指的方向 磁感線的切線方向（4）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B矢量）：磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)性質(zhì)（強(qiáng)弱,方向）的物理量。大小： （電流的方向必須與磁感線方向垂直）方向：就是磁場(chǎng)的方向單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特；符號(hào)：T 。 磁感強(qiáng)度是由磁場(chǎng)本身決定的，與電流無關(guān)，當(dāng)電流方向與磁感線方向平行時(shí)，受力為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零。（5）磁感線：為了形象的描述磁場(chǎng)而人為的在磁場(chǎng)中畫磁感線。磁感線的性質(zhì)：1、磁感線上每一點(diǎn)的切線都與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向一致。 2、在磁體的外部，磁感線從N極到S極在磁體的內(nèi)部，磁感線從S極到N極（磁感線是閉合的） 3、磁感線不能相交。 4、磁感線密的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，疏的地方磁場(chǎng)弱。

10、（6）磁通量：（，標(biāo)量） 意義：垂直穿過某平面的磁感線的條數(shù)。大?。?（是平面與磁感線垂直的投影面面積）單位：韋伯，簡(jiǎn)稱韋；符號(hào)Wb 。 磁通量是標(biāo)量，沒有方向，但有正負(fù)。從某一面穿入為正則從該面穿出為負(fù)。由，磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過單位面積的磁通量，所以B也叫磁通密度。3、地磁場(chǎng)（1）地球是一個(gè)巨大的磁體，地球周圍空間存在著地磁場(chǎng)。（正是因?yàn)橛械卮艌?chǎng)，小磁針才能指明南北方向，即是指南針，N極指北，S極指南）（2）地磁的南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。（存在磁偏角，沈括首個(gè)描述）（3）地球上的地磁場(chǎng)方向：南極正上方豎直向上；北極正上方豎直向下 赤道正上方水平向北；北半球北下方；南半球北上

11、方4、電流的磁效應(yīng)：電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)。（1）奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，首次揭示了電和磁之間的聯(lián)系。（2）電流磁場(chǎng)的方向（用安培定則判斷用右手）直線電流：拇指指向電流方向，彎曲四指就是磁感線的環(huán)繞方向環(huán)形電流：彎曲四指與電流方向一致，拇指指向就是環(huán)形中心處磁感線方向通電螺線管：彎曲四指與電流方向一致，拇指指向就是管內(nèi)磁感線的方向5、安培力磁場(chǎng)對(duì)通過電導(dǎo)線的作用力（1）大?。?（為B的方向與導(dǎo)線方向夾角，為有效長(zhǎng)度） 當(dāng)導(dǎo)線方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直時(shí)，安培力最大，為 當(dāng)導(dǎo)線方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行時(shí)，安培力最小，為（2）方向：由左手定則判斷（磁感線垂直穿過掌心，四指指向電流方向，拇指所指方向就是安培力

12、的方向） F一定垂直于B和導(dǎo)線所確定的平面，即B，但B和I可以不垂直。（3）應(yīng)用：磁電式電流表 電動(dòng)機(jī)就是應(yīng)用了通電線圈在磁場(chǎng)中受安培力作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的原理，應(yīng)用于：電風(fēng)扇、電動(dòng)剃須刀、錄音機(jī)、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)、電動(dòng)玩具、電力機(jī)車等。（4）在實(shí)際問題中，要把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，便于分析。6、洛倫茲力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力（1）大?。海楹偷膴A角）由于高中階段研究的都是，所以直接用（2）方向：用左手定則判斷（磁感線垂直穿過掌心，四指與正電荷的運(yùn)動(dòng)方向相同與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反，拇指所指方向就是洛倫茲力的方向）7、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（1）洛倫茲力特點(diǎn)：，不改變帶電粒子速度的大小，只改變速度的方向

13、。洛倫茲力不做功。（2）帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。洛倫茲力提供向心力。 ， 可以推出：可見，相同粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑與速度大小和磁場(chǎng)強(qiáng)弱都有關(guān)，而運(yùn)動(dòng)周期與運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，只與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)。（3）解題方法不涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間：步驟 畫軌跡 找圓心找半徑（由幾何關(guān)系寫出半徑表達(dá)式）根據(jù)求出所要求的量 找圓心常用方法：兩速度方向垂線的交點(diǎn)就是圓心；一速度方向垂線與圓周上任一弦的中垂線的交點(diǎn)就是圓心。涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)間：步驟 同上得出半徑找圓心角的大小（用到圓的知識(shí)，化為弧度）由， 求出周期運(yùn)動(dòng)時(shí)間三、例題精析考點(diǎn)1.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【基礎(chǔ)鞏固】【例題1】【題干】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

14、，一個(gè)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果又順利垂直進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度是原來磁感應(yīng)強(qiáng)度2倍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A粒子的速率加倍，周期減半B粒子的速率不變，軌道半徑減半C粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼腄粒子速率不變，周期減半【答案】 BD【解析】由R可知，磁場(chǎng)加倍半徑減半，洛倫茲力不做功，速率不變，周期減半，故B、D選項(xiàng)正確【例題2】【題干】電子e以垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度v，從a點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為d、寬為L(zhǎng)的磁場(chǎng)區(qū)域，偏轉(zhuǎn)后從b點(diǎn)離開磁場(chǎng)，如圖所示，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么()A電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tB電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=abvC洛倫茲力對(duì)電子做的功是WBevLD電子在b點(diǎn)的速度值也

15、為v【答案】BD【解析】洛倫茲力對(duì)電子不做功，故D選項(xiàng)正確，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知B選項(xiàng)正確【中等強(qiáng)化】【例題3】【題干】如圖所示，在第象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速率沿與x軸成30°角的方向從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為()A1:2 B2:1C1: D1:1【答案】B【解析】正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，正電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在磁場(chǎng)中的部分對(duì)應(yīng)圓心角為120°，負(fù)電子圓周部分所對(duì)應(yīng)圓心角為60°，故時(shí)間之比為2：1.【例題4】【題干】如圖所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，

16、將它置于一給定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，方向垂直紙面向里有一束粒子對(duì)準(zhǔn)a端射入彎管，粒子的質(zhì)量、速度不同，但都是一價(jià)負(fù)粒子，則下列說法正確的是()A只有速度大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管B只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管C只有質(zhì)量和速度乘積大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管D只有動(dòng)能大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管【答案】C【解析】由R可知，在相同的磁場(chǎng)，相同的電荷量的情況下，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑?jīng)Q定于粒子的質(zhì)量和速度的乘積【培優(yōu)拔高】【例題5】【題干】如圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里云室中橫放的金

17、屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用分析此徑跡可知粒子()A帶正電，由下往上運(yùn)動(dòng)B帶正電，由上往下運(yùn)動(dòng)C帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動(dòng)D帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】由于金屬板的阻擋，粒子的動(dòng)能減小，即速度減小，粒子穿過金屬板后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小，故粒子由下向上運(yùn)動(dòng)，由照片可知，粒子向左偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可以確定粒子帶正電，故A選項(xiàng)正確【例題6】【題干】在豎直放置的光滑絕緣環(huán)中，套有一個(gè)帶負(fù)電q，質(zhì)量為m的小環(huán)，整個(gè)裝置放在如圖所示的正交電磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E，當(dāng)小環(huán)從大環(huán)頂端無初速下滑時(shí)，在滑過什么弧度時(shí)，所受洛倫茲力最大()A. B.C. D【答案】C【解析】小圓環(huán)c從大圓環(huán)頂點(diǎn)下滑過程中，重力和

18、電場(chǎng)力對(duì)小圓環(huán)做功，當(dāng)速度與重力和電場(chǎng)力的合力垂直時(shí)，外力做功最多，即速度最大，如下圖所示，可知C選項(xiàng)正確考點(diǎn)2.磁場(chǎng)全章內(nèi)容復(fù)習(xí)【基礎(chǔ)鞏固】【例題7】【題干】在赤道上空，有一條沿東西方向水平架設(shè)的導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中的自由電子自東向西沿導(dǎo)線做定向移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線受到地磁場(chǎng)的作用力的方向?yàn)?)A向北 B向南C向上 D向下【答案】C【解析】赤道上空的地磁場(chǎng)的方向是平行地面由南向北的，是安培定則，可知C選項(xiàng)正確【例題8】【題干】如右圖所示，沿坐標(biāo)軸方向射入一帶電粒子流，粒子流在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，要使第四象限能產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場(chǎng)，則該帶電粒子流可能為()A沿x軸正向的正離子流B沿x軸正向的負(fù)離子流C沿y軸正向

19、的正離子流D沿y軸正向的負(fù)離子流【答案】BD【解析】由安培定則可以判斷B、D選項(xiàng)正確【中等強(qiáng)化】【例題9】【題干】在傾角為的光滑絕緣斜面上，放一根通電的直導(dǎo)線，如圖所示，當(dāng)加上如下所述的磁場(chǎng)后，有可能使導(dǎo)線靜止在斜面上的是()A加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B加垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)C加水平向左的勻強(qiáng)磁場(chǎng)D加沿斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)【答案】ABC 【解析】對(duì)通電導(dǎo)線進(jìn)行受力分析，有可能合力為零的情況下，磁場(chǎng)的方向可能的情況，A、B、C選項(xiàng)正確【培優(yōu)拔高】【例題10】【題干】帶電粒子以初速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)如圖所示，運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過b點(diǎn)，0a0b.若撤去磁場(chǎng)加一個(gè)與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子仍以速度v0從a

20、點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，仍能通過b點(diǎn)，則電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值為()Av0 B.C2v0 D.【答案】C【解析】設(shè)0a0bd，因帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以圓周運(yùn)動(dòng)的半徑正好等于d即d，得B.如果換成勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，那么有d()2得E所以2v0.選項(xiàng)C正確【例題11】【題干】如圖所示，真空中狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，區(qū)域?qū)挾葹閐，邊界為CD和EF，速度為v的電子從邊界CD外側(cè)沿垂直于磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，入射方向跟CD的夾角為，已知電子的質(zhì)量為m、帶電荷量為e，為使電子能從另一邊界EF射出，電子的速率應(yīng)滿足的條件是()A：B：C：D：【答案】A

21、【解析】由題意可知電子從EF射出的臨界條件為到達(dá)邊界EF時(shí)，速度與EF平行，軌跡與EF相切，如右圖由幾何知識(shí)得RRcosd，R，解得v0，v>v0，即能從EF射出四、課堂運(yùn)用【基礎(chǔ)鞏固】1如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列表述正確的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小2一磁場(chǎng)

22、寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖所示，一電荷質(zhì)量為m、帶電荷量為q，不計(jì)重力，以一速度(方向如圖)射入磁場(chǎng)若不使其從右邊界飛出，則電荷的速度應(yīng)為多大？3一電子以垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度vA，從A處進(jìn)入長(zhǎng)為d寬為h的磁場(chǎng)區(qū)域如圖，發(fā)生偏移而從B處離開磁場(chǎng)，若電量為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，弧AB的長(zhǎng)為L(zhǎng)，則（ ）A、電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=d/vA B、電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=L/vA C、洛侖茲力對(duì)電子做功是BevA·h D、電子在A、B兩處的速度相同【中等強(qiáng)化】4豎直放置的半圓形光滑絕緣管道處在圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B=1.1T，管道半徑R=0.8m，其直徑POQ在豎直線上，在管口P處以

23、2m/s的速度水平射入一個(gè)帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），其電量為10-4C（g取10m/s2）試求：小球滑到Q處的速度為多大？若小球從Q處滑出瞬間，管道對(duì)它的彈力正好為零，小球的質(zhì)量為多少？5如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，A為粒子加速器，電壓為U1；B為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；C為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。今有一質(zhì)量為m、電量為q的正離子經(jīng)加速后，恰好通過速度選擇器，進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求：粒子的速度v速度選擇器的電壓U2粒子在B2磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R?！九鄡?yōu)拔高】6有一回旋加速器，它的交流電壓的頻率為1.2×107Hz，半圓形

24、D盒電極半徑為0.532m，已知氘核的質(zhì)量m=3.34×10-27，電量q=1.6×10-19C，問：D盒接上電源，但盒內(nèi)不存在電場(chǎng)，為什么？要加速氘核，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？氘核能達(dá)到的最大速度是多大？最大動(dòng)能是多少？7如圖所示，在x軸上方有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在x軸下方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。正離子從M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向，以速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域，從N點(diǎn)以垂直于x軸的方向進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，然后到達(dá)y軸上的P點(diǎn)，若OPON，求：離子的入射速度是多少？若離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則t1： t2多大？五、課程小結(jié)通過本

25、節(jié)課的學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題：1.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型2.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式3.回旋加速器的工作原理4.磁場(chǎng)全章內(nèi)容復(fù)習(xí)六、課后作業(yè)【基礎(chǔ)鞏固】1如圖所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞其軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，放在環(huán)頂部的小磁針最后將()A. N極豎直向上 B. N極豎直向下C. N極水平向左 D小磁針在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)2有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，為了使小球飄離平面，應(yīng)該() A使磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)值增大B使磁場(chǎng)以v向上運(yùn)動(dòng)C使磁場(chǎng)以v向右運(yùn)動(dòng)D使磁場(chǎng)以v向左運(yùn)動(dòng)3如右圖所示，有一半徑為R、有明顯邊界的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.今有一電子沿x軸正方向射入磁場(chǎng)，恰好沿y軸負(fù)方向射出如果電子的比荷為，則電子射入時(shí)的速度為_，電子通過磁場(chǎng)的時(shí)間為_，此過程中電子的動(dòng)能增量為_【中等強(qiáng)化】4如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以水平向右的速度v進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B后，保持原速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若使勻強(qiáng)磁場(chǎng)發(fā)生變化，則下列判斷正確的是() A磁場(chǎng)B減小，油滴動(dòng)能增加B磁場(chǎng)B增大，油滴機(jī)械能不變C使磁場(chǎng)