1.3.2　带电粒子在有界匀强磁场中的运动 导学案 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

高二物理导学案 选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 1.3.2专题强化三 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 班级： 姓名： 学号： [学习目标]　1.知道带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律.2.会分析带电粒子在有界匀强磁场中的运动.3.会分析带电粒子在有界匀强磁场中运动的临界问题.4.了解多解成因，会分析带电粒子在匀强磁场中运动的多解问题． 【知识点拨】 一、带电粒子在有界匀强磁场中的运动 1．直线边界 2.平行边界(如图) 3．圆形边界 4．三角形边界磁场 考向1　直线边界的磁场 例1　(2022·江苏泰州中学高二开学考试)如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源O先后发射速度均为v的质子和α粒子，质子和α粒子同时到达P点．己知OP＝l，α粒子沿与PO成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是(　　) A．质子在磁场中运动的半径为l B．α粒子在磁场中运动的半径为2l C．质子在磁场中运动的时间为 D．质子和α粒子发射的时间间隔为 考向2　圆形边界的磁场 例2　如图所示的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，同一粒子先后以不同速率从同一点正对圆心O射入磁场，分别从a、b两点射出，下列说法正确的是(　　) A．b点射出的粒子运动半径较小 B．a点射出的粒子速率较大 C．b点射出的粒子运动时间较长 D．a点射出的粒子速度方向反向延长线过O点 考向3　三角形边界的磁场 例3　如图所示，△ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，比荷为的电子以速度v0从A点沿AB边入射，欲使电子经过BC边，磁感应强度B的取值范围为(　　) A．B> B．B< C．B> D．B< 针对训练 1．如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．电荷量为q、质量为m的带正电粒子从磁场边缘A点沿半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角，不计粒子的重力，下列说法正确的是(　　) A．粒子的轨道半径为r B．粒子的速度为 C．粒子在磁场中运动的时间为 D．调整粒子射入时速度的大小，可使粒子在磁场中运动的周期改变 2．(2022·重庆一中月考)如图所示，OACD为矩形，OA边长为L，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m、带电荷量为q的粒子从O点以速度v0垂直磁感线射入磁场，速度方向与OA的夹角为α＝60°，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，则(　　) A．粒子带正电 B．匀强磁场的磁感应强度大小为 C．为保证粒子能够从A点射出磁场，OD边长至少为L D．减小粒子的射入速度，粒子在磁场区域内的运动时间变短 3.(2019·全国卷Ⅱ)如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面(abcd所在平面)向外．ab边中点有一电子发射源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子．已知电子的比荷为k.则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为(　　) A.kBl，kBl B.kBl，kBl C.kBl，kBl D.kBl，kBl 1.3.2专题强化三 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 班级： 姓名： 学号： 1.如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量与电荷量都相等的正、负粒子分别以相同速率沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，不计粒子重力，则正、负粒子在磁场中运动的时间之比为(　　) A．1∶2 B．2∶1 C．1∶ D．1∶1 2.如图所示，平行线PQ、MN之间有方向垂直纸面向里的无限长匀强磁场，电子从P点沿平行于PQ且垂直于磁场方向射入磁场，当电子速率为v1时与MN成60°角射出磁场；当电子速率为v2时与MN成30°角射出磁场(出射点都没画出)，v1∶v2等于(　　) A．1∶(2－) B．(2－)∶1 C．2∶1 D.∶1 4．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，运动轨迹如图所示，其中∠AOa＝90°，∠AOb＝120°，∠AOc＝150°.若带电粒子只受洛伦兹力的作用，则下列说法正确的是(　　) A．三个粒子都带负电荷 B．b粒子的速率是a粒子速率的2倍 C．c粒子在磁场中运动时间最长 D．a、b、c三个粒子在磁场中运动的时间之比为3∶2∶1 5.如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个带电粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P