1.3專題帶電粒子在有界圓磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案高二下學(xué)期物理人教版選擇性

專題帶電粒子在圓磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.解決正對(duì)圓心方向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，磁感強(qiáng)度的求解：圓心角及時(shí)間的求解。2.能夠解決不對(duì)圓形射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域中洛倫茲力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力的簡(jiǎn)單問(wèn)題。3.能夠總結(jié)并應(yīng)用圓磁場(chǎng)邊界圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的方法規(guī)律。【課前預(yù)習(xí)】1．圓形有界磁場(chǎng)問(wèn)題（1）正對(duì)圓心射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域+q如圖進(jìn)入磁場(chǎng)軌道半徑r=0.75R畫出軌跡圓。+q如圖進(jìn)入磁場(chǎng)軌道半徑r=R畫出軌跡圓。+q如圖進(jìn)入磁場(chǎng)軌道半徑r=2R畫出軌跡圓。問(wèn)題1射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向如何?問(wèn)題2三種情況下r、R之間存在的幾何關(guān)系問(wèn)題3速度v越大→磁偏轉(zhuǎn)半徑r→圓心角α→時(shí)間t。問(wèn)題4若r=R，構(gòu)成（幾何圖形特點(diǎn)）。任務(wù)一：【自主學(xué)習(xí)】限時(shí)檢測(cè)：如圖所示，半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)，從A點(diǎn)沿半徑方向以速度v0垂直于磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)中，并由B點(diǎn)射出，且∠AOB＝120°，則該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為()例1如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)子和α粒子(氦原子核)先后以相同的動(dòng)能對(duì)準(zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，若粒子只受磁場(chǎng)力的作用，已知質(zhì)子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度為90°，則α粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度是()A．30°B．45°C．90°D．120°練習(xí)1.如圖所示，圓形區(qū)域的圓心為O，區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN為圓的直徑。從圓上的A點(diǎn)沿AO方向以相同的速度先后射入甲、乙兩個(gè)粒子，甲粒子從M點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，乙粒子從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。已知∠AON＝60°，不計(jì)粒子受到的重力，下列說(shuō)法正確的是()A．乙粒子帶正電荷B．乙粒子與甲粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為3∶1C．乙粒子與甲粒子的比荷之比為3∶1D．乙粒子與甲粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為3∶12．圓形有界磁場(chǎng)問(wèn)題不對(duì)圓心射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域兩個(gè)等腰三角形，一個(gè)共同的底邊;還可以找到哪些幾何特點(diǎn)？若r=R，構(gòu)成（幾何圖形特點(diǎn)）。例2【合作探究】如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab是圓的直徑.一帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為v1、方向與ab成30°角時(shí)，恰好從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，且粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t；若同一帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場(chǎng)，也經(jīng)時(shí)間t飛出磁場(chǎng)，則其速度大小為()練習(xí)2（多選）如圖所示，在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一帶電微粒從圖中A點(diǎn)以水平速度垂直磁場(chǎng)射入，速度的方向與過(guò)圓心及A點(diǎn)的直線成角，當(dāng)該帶電微粒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，速度方向剛好改變了角．不計(jì)微粒重力，下列說(shuō)法正確的是（

）

A．該微粒帶正電 B．該微粒帶負(fù)電C．該微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為 D．該微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為【課堂檢測(cè)】1.如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓所在的平面。一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，從b點(diǎn)射出，若α＝60°，則帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為()A.eq\f(qBd,m)B.eq\f(\r(3)qBd,m)C.eq\f(2qBd,m)D.eq\f(3qBd,m)2、如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里，一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)沿水平方向以速度v正對(duì)圓心射入磁場(chǎng)，通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后速度方向偏轉(zhuǎn)了60°.(1)求粒子的比荷q/m及粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；(2)如果想使粒子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大，在保持原入射速度的基礎(chǔ)上，需將粒子的入射點(diǎn)沿圓弧向上平移的距離d為多少？3．“質(zhì)子療法”可以進(jìn)行某些腫瘤治療，質(zhì)子先被加速至較高的能量，然后經(jīng)磁場(chǎng)引向轟擊腫瘤，殺死其中的惡性細(xì)胞，如圖所示。若質(zhì)子由靜止被加速長(zhǎng)度l＝4m的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速至v＝1.0×107m/s，然后被圓形磁場(chǎng)引向后轟擊惡性細(xì)胞。已知質(zhì)子的質(zhì)量m＝1.67×10－27kg，電荷量e＝1.60×10－19C。(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小；(2)若質(zhì)子正對(duì)直徑d＝1