内蒙古巴彦淖尔市第二中学高中人教版选修3-1导学案设计：3.6带电粒子在匀强磁场中的运动(无答案）
§3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 导学案
? 学习目标
1、理解洛伦兹力对粒子不做功。
2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
2.质谱仪
例2 如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场。然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图3所示。求
①粒子进入磁场时的速率； ②粒子在磁场中运动的轨道半径。
3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。
解答
4、了解回旋加速器的工作原理。 ? 预习指导
学习重点: 带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹. 学习难点: 带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹 自主学习，合作探究：(阅读课本相关内容，完成下列问题)
3.回旋加速器：
阅读101页，完成下面的问题，理解回旋加速器的原理。
问题导学：
1.阅读99页下面两段内容，回答下面问题： （1）为什么洛伦兹力不对带电粒子做功？
（2）为什么沿着与磁场方向垂直射入磁场方向的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动？
(1) 使带电粒子加速的方法有：
①经过多次电场直线加速；弊端是： 。
例1.一带电量为+q的粒子在如图所示的磁感应强度为B的磁场中做匀速
②利用电场加速和磁场的偏转作用，回旋加速。优点： 。 （2）回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在 的空间范围内来获得高能粒子的装置。
圆周运动，其速度的大小为v，求：（1）在图中画出带电粒子的速度方向；（2）
知识点：
带电粒子运动的轨道半径；（3）带电粒子作圆周运动的周期。
1．带电粒子在匀强磁场中的运动
(2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做 运动且运动的轨迹平面与磁场方
向 。轨道半径公式： 周期公式： 。
(3)带电粒子的运动方向与磁场方向成θ角：粒子在垂直于磁场方向作 运动，在平行
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第9题
(1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做 运动。
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磁场方向作 运动。叠加后粒子作等距螺旋线运动。
2．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的 和分析 的重要工具。 3．回旋加速器：
使带电粒子加速的方法有：经过多次 直线加速；利用电场 和磁场的 作用，回旋 速。
例题3 三种粒子1H、1H、2He，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。
①具有相同速度； ②具有相同动量； ③具有相同动能。
例4 质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v0垂直进入磁感应强度为B、宽度为L的匀强磁场区域，如图所示。求
(1)带电粒子的运动轨迹及运动性质 (2)带电粒子运动的轨道半径 (3)带电粒子离开磁场电的速率
(4)带电粒子离开磁场时的偏转角θ; (5)带电粒子在磁场中的运动时间t
(6)带电粒子离开磁场时偏转的侧位移
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B a L v0 b R θ R y θ v 12
? 当堂达标
41. 在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则 （ ）
A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子的速率加倍，轨道半径减半
C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4 D．粒子的速率不变，周期减半
2.两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动 （ ） A. 若速率相等，则半径一定相等 B. 若质量相等，则周期一定相等 C. 若动量大小相等，则半径一定相等 D. 若动量相等，则周期一定相等
3.质子（1P）和α粒子（2He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是 ( )
A．Rp:R?=1:2, Tp :T?=1:2 B. Rp:R?=2:1, Tp :T?=1:2 C. Rp:R?=1:2, Tp :T?=2:1 D. Rp:R?=1:4, Tp :T?=1:4
4.处在匀强磁场内部的两个电子A和B分别以速率v和2v垂直射入匀强磁场，经偏转后，哪个电子先回到原来的出发点？ （ ）
A．同时到达 B．A先到达 C．B先到达 D．无法判断
5.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是 （ ）
A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C.只有电场能对带电粒子起加速作用
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D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动
11．如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及
6.在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需的时间与下列哪个量有关 电势高低，判断正确的是 （ ） （ ）
A.带电粒子运动的速度 B.带电粒子运动的轨道半径 C.带电粒子的质量和电荷量 D.带电粒子的电荷量
7.加速器使某种粒子的能量达到15MeV，这个能量是指粒子的 （ ） A.势能 B.动能 C.内能 D.电能
8.一电子在匀强磁场中,以固定的正电荷为圆心,在圆形轨道上运动.磁场方向垂直它的运动平面,电场力恰是磁场力的三倍.设电子电荷量为e,质量为m.磁感应强度为B.那么电子运动的角速度应当是 ( )
9.一个带电粒子,沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图所示,径迹上的每小段都可以近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途空气电离,粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变),从图中情况可以确定 ( )
A．粒子从a到b,带正电 B．粒子从b到a,带正电 C．粒子从a到b.带负电 D．粒子从b到a,带负电
第9题
第10题
A．左侧电子较多，左侧电势较高 B．左侧电子较多，右侧电势较高 C．右侧电子较多，左侧电势较高 D．右侧电子较多，右侧电势较高 12.一个带正电的微粒（不计重力）穿过如图中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是 （ ）
A．增大电荷质量 B．增大电荷电量
C．减少入射速度 D．增大磁感应强度 E．减少电场强度
13.如图所示，质量为m带正电q的液滴，处在水平方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，液滴运动速度为v，若要液滴在竖直平面内做匀速圆周运动，则施加的匀强电场方向为 ，场强大小为 ，液体的绕行方向为 。
14．质量为m、带电量为q的粒子,在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,其圆周半径为r,则表示这个带电粒子运动而形成的环形电流的电流强度为
第9题 第３题
10.月球上的磁场极其微弱,探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布，如图所示是探测器通过月球A、B、C、D四个位置时,电子运动轨道的照片,设电子速率均为90m/s相同,且与磁场方向垂直,其中磁场最强的是 位置.图A中电子轨道半径为10cm，由公式R= mv/qB知，A点的磁感应强度为 T.（电子荷质比为1.8×10c/kg）
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第2题
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