1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动2 导学案-2024-2025学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

1.3  带电粒子在匀强磁场中的运动2

四、带电粒子在有界磁场中的运动

1. 直线边界

 

 

 

 

例1：如图所示，在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成角的方向以相同的速度v射入磁场中，则正、负电子（　　）

A．在磁场中的运动时间相同 B．在磁场中运动的位移相同

C．出边界时两者的速度相同              D．正电子出边界点到O点的距离更大

2. 圆形边界

 

 

 

 

 

 

 

例2：两个质量相同、电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　）

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．a粒子的速度较大，b粒子的速度较小

C．a粒子在磁场中运动的时间较长

D．a粒子在磁场中所受的洛伦兹力较大

五、切点与临界问题—放缩圆

1. 直线相切

例3：在边长为2a的正内存在垂直纸面向里的磁感强度为B的匀强磁场，有一带正电q，质量为m的粒子从距A点a的D点垂直AB方向进入磁场，如下图所示，求：

（1）粒子速率应满足什么条件，粒子能从AB间射出；

（2）粒子速率应满足什么条件，粒子能从AC间射出。

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 圆形相切

例4：如图所示，两个同心圆，半径分别为r 和2r ，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B 。圆心O处有一放射源，放出带负电的粒子，已知粒子的质量为m、带电荷量为q，假设粒子速度方向都和纸面平行。

（1） 图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA 与初速度方向间夹角为 ，要想使该粒子经过匀强磁场后第一次通过A点，则初速度的大小是多少？

（2）要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？