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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,带电粒,子在磁场中的运动,带电粒子在磁场中的运动,1,半径,:,带电粒子在匀强磁场中的运动规律,周期,:,匀速圆周运动,1.,如果带电粒子在匀强磁场中,:,只受洛伦兹力作用,则带点粒子将做,和,v,无关,qvB,R,v,m,=,2,由,由,半径:带电粒子在匀强磁场中的运动规律周期:匀速圆周运动1.如,2,1.,“极光”是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的,.,如图是,在北极地区正上方的高空出现,的,弧状极光（显示带电粒子的运动轨迹）,.,试判断,引起这一现象的高速,带电,粒子,的电性？,A,B,1.“极光”是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两,3,A,B,F,A,B,+,q,A,B,v,1.,“极光”是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的,.,如图是,在北极地区正上方的高空出现,的,弧状极光（显示带电粒子的运动轨迹）,.,试判断,引起这一现象的高速,带电,粒子,的电性？,ABFAB+qAB,4,I,V,a,b,c,d,2.,如图所示，水平导线中有电流,I,通过，导线正下方的,电子初速度的方向与电流,I,的方向相同，则电子将沿,哪条轨迹运动？,-e,F,5,3.,有质子、氘核、氚核、,粒子，以同样速度垂直射,入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则,轨道半径最大的粒子是（）,A,质子,B,氘核,C,氚核,D.,粒子,C,A,B,C,D.,3.有质子、氘核、氚核、粒子，以同样速度垂直射CA,6,M,N,d,4.,如图所示，在,x,轴上方有匀强磁场，一个质量为,m,，带电量为,-q,的粒子，以速度,v,从,M,点以,角射入磁场，从距,M,点距离为,d,的,N,点射出，粒子重力不计，求：（,1,）匀强磁场的磁感强度（,2,）粒子在磁场中的运动时间,o,F,2-2,解得：,由几何关系得,解得：,（,2,）由,解得：,（,1,）由,MNd4.如图所示，在x轴上方有匀强磁场，一个质量为m，带电,7,+,q,o,o,2-2,2,F,直线边界磁场,:,进出磁场具有对称性,+qoo2-22F直线边界磁场:进出磁场具有对,8,5.,（,2013,年 全国新课标卷,）空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为,R,，磁场方向垂直横截面一质量为,m,、电荷量为,q,（,q,0,）的粒子以速率,v,0,沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方,=,60.,不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（）,A.B.C.D.,v,0,v,0,o,1,o,圆形边界的磁场：沿半径方向射,入磁场，必沿半径方向射出磁场,R,r,A,5.（2013年 全国新课标卷）空间有一圆柱形匀强磁场区域,9,M,N,d,o,F,v,0,v,0,o,1,o,R,r,1.,画圆弧,半径,:,qvB,R,v,m,=,2,2.,由,3.,由几何知识求半径,R,找圆心,MNdoFv0v0o1oR,10,M,N,P,Q,O,R,6.,如图所示：,O,点为一粒子源，能向匀强磁场中各个方向,以相同的速率发射质量为,m,、电荷量为,q,的正电荷，匀强磁,场的磁感应强度为,B,，方向垂直纸面向外，磁场宽度恰好等,于粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径，求：,（,1,）能从,PQ,边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间？,（,2,）带电粒子在磁场中运动的最长时间？,由,可知,R,相同,MNPQOR6.如图所示：O点为一,11,12,o,R,R/2,oRR/2,13,14,7.,如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向射入横截面为一正方形的匀强磁场区域，电子在磁场中运动时间的大小关系是？,v,1,2,3,4,5,1,2,周期,:,和,v,无关,时间,:,则：,t,5,t,4,t,3,t,2,t,1,7.如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向射入横截面为,15,1.,对于,速率相同，方向不同,的带电粒子,在磁场中考虑利用,旋转圆,的分析方法,2.,对于,速率不同，方向相同,的带电粒子,在磁场中考虑利用,缩放圆,的分析方法,v,1,2,3,4,5,3.,对于有界磁场的临界与极值问题要注意,分析轨迹与边界,相切,的情况,1.对于速率相同，方向不同的带电粒子2.对于速率不同，方向相,16,y,a,a,/2,x,O,B,（,10,年新课标）,25,(18,分,),如图所示，在,0 x,a,、,oy,a,/2,范围内有垂直于,xy,平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为,B,。坐标原点,o,处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为,m,、电荷量为,q,的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在,xy,平面内，与,y,轴正方向的夹角分布在,0,范围内。己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于,a,2,到,a,之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的,(1),速度的大小：,(2),速度方向与,y,轴正方向夹角的正弦。,yaa/2xOB（10年新课标）25(18分)如图所示，在,17,y,a,a,/2,x,O,B,yaa/2xOB,18,y,a,a,/2,x,O,B,v,C,v,D,A,R,R,R,（,10,年新课标）,25,(18,分,),如图所示，在,0 x,a,、,oy,a,/2,范围内有垂直于,xy,平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为,B,。坐标原点,o,处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为,m,、电荷量为,q,的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在,xy,平面内，与,y,轴正方向的夹角分布在,0,范围内。己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于,a,2,到,a,之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的,(1),速度的大小：,(2),速度方向与,y,轴正方向夹角的正弦。,yaa/2xOBvCvDARRR（10年新课标）25,19,【,解析,】,设粒子的发射速度为,v,，粒子做圆周运动的轨道半径为,R,，根据牛顿第二定律和洛伦兹力得：,解得：,当,a,/2R,a,时，在磁场中运动的时间最长的粒子，其轨迹是圆心为,C,的圆弧，圆弧与磁场的边界相切，如图所示，设该粒子在磁场中运动的时间为,t,，依题意，,t=T/4,时，,OCA=/2,设最后离开磁场的粒子的发射方向与,y,轴正方向的夹角为,，由几何关系得,且,解得：,a,a,/2,y,x,O,B,A,D,C,P,R,R,v,【解析】设粒子的发射速度为v，粒子做圆周运动的轨道半径为R，,20,
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