高中物理带电粒子在匀强磁场中的运动练习人教版选修3.doc

带电粒子在匀强磁场中的运动在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律时，着重把握这样三个规律：1．找圆心2．求半径3．算时间【典型例题一】穿过矩形磁场区如图所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感强度为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°，则电子的质量是多少？穿透磁场的时间是多少？【点拨】1.已知入射方向和出射方向时，其圆心为两速度方向垂线的交点。2.在磁场中的运动时间，θ为圆弧所对应的圆心角。【当堂训练一】电子自静止开始经M、N板间（两板间电压为u）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示.求匀强磁场的磁感应强度和穿透磁场的时间。（已知电子的质量为m，电量为e）。【点拨】已知入射方向和出射点时，其圆心为入射速度方向的垂线与弦中垂线的交点。【典型例题二】在半无界磁场中的运动一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里.（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.OBSvθP（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角θ跟t的关系是【点拨】一定要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。抓住直角三角形中的几何关系。MNBOv【当堂训练二】如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？【点拨】关键是画出运动的轨迹，即：找圆心、找半径和用对称【典型例题三】穿过圆形磁场区O＇MNLAO圆心为O、半径为r的圆形区域中有一个磁感强度为B、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场，与区域边缘的最短距离为L的O＇处有一竖直放置的荧屏MN，今有一质量为m的电子以速率v从左侧沿OO＇方向垂直射入磁场，越出磁场后打在荧光屏上之P点，如图所示，求：O＇P的长度和电子通过磁场所用的时间。【点拨】由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。OAv0B【当堂训练三】如图所示，一个质量为m、电量为q的正离子，从A点正对着圆心O以速度v射入半径为R的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从A点射出，求正离子在磁场中运动的时间t.设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失，不计粒子的重力。【针对训练】1．如图所示，x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的离子（不计重力），以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中（）A．运动时间相同B．运动轨道半径相同C．重新回到x轴时速度大小和方向均相同D．重新回到x轴时距O点的距离相同2．如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求：（1）该粒子射出磁场的位置；（2）该粒子在磁场中运动的时间.（粒子所受重力不计）