带电粒子在有界磁场中的运动一轮复习学案（无答案）-粤教版高三物理选修3-1第三章第6节

高三物理备课组 带电粒子在有界磁场中的运动 【学习目标】 1.形成磁场对运动电荷有力的作用的观念，会用洛伦兹力分析粒子运动轨迹 2.建立粒子在磁场中受到洛伦兹力与运动轨迹的联系 3.能根据条件的变化推理、论证带电粒子在有界磁场中运动轨迹 【备考定位】 带电粒子在磁场中运动在广东2010-2015年6年中有5年出现在计算题中，考核频率极高，分值也重，是同学们必须攻克的难点。 【课前热身】 以下各图中，磁场在指定区域内足够大。请按具体要求，在图中作出不同粒子的运动轨迹圆弧，并标注对应的圆心位置：【铅笔作图】 一、直线单边界 A是入射点，速度的大小和方向都确定： ①若出射点是C，粒子带什么电？其轨迹圆心怎么确定？ ②若出射点是D，粒子带什么电？其轨迹圆心怎么确定？ 二、直线双边界（速度与边界有夹角） A是入射点，粒子带负电，速度方向确定，大小可变： ①若恰好垂直于N边界射出磁场，其轨迹圆心怎么确定？ ②若恰好不能从N边界射出磁场呢？ 三、直线双边界（速度与边界平行） A是入射点，粒子带负电，入射速度方向恰与边界M重合，速度大小可变： ①若恰好不能从边界N离开，其轨迹圆心怎么确定？ ②若粒子从边界N离开时，速度方向与边界成60°角，其轨迹圆心怎么确定？ 【总结】通过上面的联系，请你自己归纳出作圆的方法： 【课堂学习】 例题1： 如图，水平直线MN上方有足够大的有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，大小为B。有两个带异种电荷的粒子(质量均为m，电量均为q)，同时从MN边界上的A点以相同的速度v0射入磁场，速度方向与MN夹角为45°，经一段时间后从边界射出。不计粒子的重力和相互作用，求： (1)它们从磁场中射出时，出射点间的距离分别是多少？ (2)它们从磁场中射出的时间差。 例题2: 如图所示，质量为m，电荷量为q，重力不计的带正电粒子，以速度v从A点垂直射入匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。 (1)若粒子以A点为中心，可在垂直磁场的平面内向任意方向发射粒子，但速度大小为v不变，求粒子可能经过的区域面积大小。通过画图判断。 (2)设置一块足够大的MN挡板，若粒子可从A点向挡板上方任意方向发射粒子，但速度大小为v不变，求粒子能射到挡板上的范围有多大。通过画图判断。 （3）若有两个粒子分别以两个不同方向同时发射，速率相同，最终射到挡板上的同个位置P点，已知AP=R，求两个粒子运动的时间差。 (4)在发射点A右侧d处（d<2r）设置一块足够大的挡板，若粒子以A点为中心，可在垂直磁场的平面内向任意方向发射，但速度大小为v不变，那么粒子能射到挡板上的范围有多大？ (5)设置两块足够大的MN挡板，板间距为d（r<d<2r），若粒子可从A点在垂直磁场的平面内，向N板任意方向发射，但速度大小为v不变，那么粒子能射到M、N挡板上的范围分别有多大？ $$