带电粒子在磁场中运动轨迹的确定

*,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,带电粒子在匀强磁场中的运动,物理高考专题复习,一、教学目标：,1,、复习回顾带电粒子在磁场中（,vB,）只受洛仑兹力，粒子做匀速圆周运动。轨道半径：,R=mv,/,qB,；周期：,T=2m,/,qB,2,、通过动画展示，建立带电粒子在磁场中运动轨迹的模型。,3,、正确分析带电粒子在磁场边界的运动情况。根据轨迹定圆心，由几何关系求半径，通过找圆心角求在磁场中经历的时间。,4,、把一些平时难以展现的物理情景通过多媒体课件的形式让学生能够获得直观的展示。调动学生学习积极性，提高物理的分析判断能力。,二、教学重点难点：,1,、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法物理方法。,2,、通过课件的展示，让学生建立物理模型。,3,、学生对物理情景的分析和判断，思维的衍生能力。,1,、微观的带电粒子在匀强磁场中（不计重力），粒子将做怎样的运动？,（,1,）无速度。,（,2,）有初速度,V,（,V/B,）,（,2,）有初速度,V,（,vB,）,始终静止,匀速直线运动,复习思考,匀速圆周运动,带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动,（,vB,）,讨论,（,1,）磁场无边界,轨道半径：,R=mv/qB,周期：,T=2m/qB,（,2,）磁场有单边界,例,1,：一带,正,电的粒子以速度,v,0,从,O,点射入匀强磁场，入射方向,x,轴正向的夹角为,。粒子从,p,点射出，,o,p,点的距离为,L,，求,:,(1),该粒子运动的半径,R,；,(2),该粒子在磁场中运动的时间,t,。,答案：,1,、物理方法：,找圆心,定半径,轨道半径：,R=mv/qB,周期：,T=2m/qB,找圆心角，定时间,2,、几何方法：,（,1,）洛仑兹力沿其方向延长线的交点；,（,2,）圆周上任意两点连线的中垂线过圆心；,（,3,）,两条切线夹角的平分线过圆心。,知识拓展,思考：,一带,负,电的粒子以速度,v,0,从,O,点射入匀强磁场，入射方向,x,轴正向的夹角为,。粒子运动的半径为,R,求,:,(1),该粒子第一次到达,x,轴时距离,o,点的距离,L,；,(2),该粒子在磁场中运动的时间,t,。,思考：,若粒子垂直于磁场边界射入，则与,x,轴边界的交点在哪里？,答案：,带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动,（,vB,）,讨论,（,1,）磁场无边界,轨道半径：,R=mv/qB,周期：,T=2m/qB,（,2,）磁场有单边界,（,3,）磁场有双边界,例,2,：如图所示，一束电子（电量为,e,）以速度,v,垂直射入磁感应强度为,B,、宽度为,d,的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是,30,o,，则电子的质量是多少？,思考,1,：,一带电粒子电量为,+,q,，质量为,m,垂直,a,边界以速度,v,射入磁感应强度为,B,匀强磁场中，电子最终还是从,a,边界射出，则磁场,ab,边界的宽度,d,应该满足什么条件？,v,a,b,d,思考,2,：,一个带正电粒子,q/m,=,310,7,C/kg,从,a,边以,v=3,10,6,m/s,射入,B=0.1T,的匀强,磁场，磁场,ab,边界的宽度,d=1.5m,若要使粒子从,b,边界射出，则射入速度,v,与,a,边界的夹角,a,应该满足什么条件？,v,a,a,b,d,带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动,（,vB,）,讨论,（,1,）磁场无边界,轨道半径：,R=mv/qB,周期：,T=2m/qB,（,2,）磁场有单边界,（,3,）磁场有双边界,（,4,）矩形边界磁场、圆形边界磁场,思考,3,：,正方形边长为,L,，,一个氢核从,ad,边的中点,m,沿着既垂直于,ad,边又垂直于磁场,B,的方向入射，若要使氢核从,ab,边界射出磁场，则初速度,v,的范围为多大？,思 考 题,带电粒子在,有界、无界磁场,中运动情况的研究,、找圆心：,方法,利用入射、出射方向,利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点,、定半径：,、定时间：,小结：,