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1、物理选修31 第三章 磁场 制作：苏鹏 审核：王书香 2013-11-273.6 带电粒子在匀强磁场中的运动1（预习案）班级 小组 姓名 【学习目标】1、知道洛伦兹力对粒子不做功。2、知道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。3、写出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式。4、了解回旋加速器的工作原理。 【学习重点】洛仑兹力F=Bqv的应用【学习难点】半径R和周期T与哪些因素有关及其公式的应用【学法指导】1、 认真阅读课本，画出重点。2、 结合自主学习中的问题，再次阅读课本，完成预习案。3、 把不懂的知识写在我的疑问中。复习回顾洛伦兹力的定义
2、？洛伦兹力的大小和方向怎么计算和判断？【自主学习】一、带电粒子在匀强磁场中的运动1洛伦兹力不改变带电粒子速度的_，或者说，洛伦兹力对带电粒子不_2带电粒子在匀强磁场中的运动性质、半径、周期问题：一质量为m电量为q的粒子，以速度v垂直射入匀强磁场B中。该粒子做 运动？洛伦兹力方向总与速度方向垂直，正好起到了_的作用，即：_m ，所以轨迹的半径为 。当粒子运动一周时，圆周长为 ，所以运动一周的时间，即周期T= 。二、质谱仪1质谱仪(1)原理图：如图所示(2)加速带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：_mv2(3)偏转 带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力： _ _(
3、4)由两式可以求出粒子的半径r 。 (5)质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析_三、回旋加速器(1)构造图：如图所示回旋加速器的核心部件是两个_(2) 回旋加速器是利用在两个D型盒之间的 对电荷的 作用和在D型盒内磁场对运动电荷的 作用，在较小的范围内来获得高能粒子的装置。 【预习检测】1运动电荷进入磁场后(无其他场)，可能做()A匀速圆周运动 B匀速直线运动C匀加速直线运动 D平抛运动2带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是()A洛伦兹力对带电粒子做功B洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C洛伦兹力的大小与速度无关D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向我的疑惑： 3
4、.6 带电粒子在匀强磁场中的运动1（课中案）班级 小组 姓名 合作探究一如图所示为带电粒子(不计重力)在匀强磁场中的运动轨迹中央是一块金属薄板，粒子穿过金属板时有动能损失则() A粒子带负电B粒子的运动路径是abcdeC粒子的运动路径是edcba D粒子在下半周的运动时间比上半周运动的时间长变式训练1有三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度垂直射入匀强磁场中，运动轨迹如图所示，其中b粒子做直线运动，则a粒子带_电，b粒子_ _电，c粒子带_电 合作探究二两个带异种电荷的粒子以同一速度从同一位置垂直磁场边界进入匀强磁场，如图所示，在磁场中它们的轨迹均为半个圆周，粒子A的轨迹半径为r1，粒子B
5、的轨迹半径为r2，且r22r1，q1、q2分别是它们的电荷量则A粒子带_电、B粒子带_电；它们的比荷之比为_；它们的运动时间之比为t1t2_.变式训练2质子(p)和粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为Rp和R，周期分别为Tp和T，则下列选项正确的是()ARpR12，TpT12BRpR11，TpT11CRpR11，TpT12DRpR12，TpT11合作探究三 回旋加速器1、周期：粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子绕圆周运动的周期_（变大、变小、不变）2、加速粒子获得的最大动能和哪些量有关？（提示：当r为D型盒的半径时动能最大）【当堂检测】1、一带电粒子磁感应强
6、度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它又顺利进入另一磁感应强度为2B的匀强磁场，则( ) （A）粒子的速率加倍，周期减半 （B）粒子的速率不变，轨道半径减小（C）粒子的速率减半，轨道半径减为原来的1/4（D）粒子的速率不变，周期减半2、质子（P）和粒子（H）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 ( )AR:R=1:2, T :T=1:2 B. R:R=2:1, T :T=1:2 C. R:R=1:2, T :T=2:1 D. R:R=1:4, T :T=1:43、在回旋加速器中，带电粒子在D形盒内经过半个圆周所需的时间t与
7、下列物理量无关的是()A带电粒子的质量和电荷量B带电粒子的速度C加速器的磁感应强度D带电粒子运动的轨道半径4、如图所示，a和b是从A点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形径迹，已知ra=2rb ，则由此可知 （ ） A两粒子均带正电，质量比ma/mb=4B两粒子均带负电，质量比ma/mb=4C两粒子均带正电，质量比ma/mb=1/4D两粒子均带负电，质量比ma/mb=1/45、关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列说法正确的是 （ ）A与加速器的半径有关，半径越大，能量越大B与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大6、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（ ） A.小球受到的洛伦兹力 B.摆线的拉力C小球的动能 D.小球的加速度 学习反思
