带电粒子在匀强磁场中的运动(一)讲述.doc

带电粒子在匀强磁场中的运动（一） 一、带电粒子在磁场中的运动 1、方法 　　研究电子、质子、α粒子等微观粒子在磁场中的运动时，重力通常可忽略不计． 2、运动轨迹 　　（1）若带粒子速度方向与磁场方向平行（相同或相反）时，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动． 　　（2）若带电粒子速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以λ射速度v做匀速圆周运动． 　　垂直射入匀强磁场的带电粒子，它的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内，没有任何作用使粒子离开这个平面，所以粒子只能在这个平面内运动．F洛总是跟v垂直，不对粒子做功，它只改变粒子运动的方向，而不改变粒子的速率，所以粒子运动的速率v是恒定的，这时f洛=qvB的大小不变，即带电粒子受到一个大小不变，方向总与粒子运动方向垂直的力，因此带电粒子做匀速圆周运动，其向心力就是洛伦兹力． 向心力：F向=qvB 轨道半径： 角速度： 周期： 频率： 动能： 分析以上物理量分别与哪些因素有关． 例1、如图，电子以速度v射入图中的有界磁场中，则（　） A．电子运动的轨迹越长，时间越大 B．电子运动的轨迹所对应的圆心角越大，时间越长 C．电子运动的时间相同，轨迹一定重合 D．以上都不对 答案：B 例2、长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如下图所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，板不带电，现有质量为m，电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（　） A．使粒子的速度 B．使粒子的速度 C．使粒子的速度 D．使粒子的速度 答案：AB 同步测试 一、选择题 1、两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中，设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则（　） ?A．r1=r2，T1≠T2　　　　　　　　??B．r1≠r2，T1≠T2 ?C．r1=r2，T1=T2　　　　　　　　??D．r1≠r2，T1=T2 2、如图所示，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是（　） ?A．a　　　　　　　　　　　　　??B．b ?C．c　　　　　　　　　　　　　??D．d 3、(杭州十四中高二检测)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在图所示的几种情况中，可能出现的是（　） 　　 　　　　??　　　　　??　　　　　??　　　　? 4、一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B，如图甲所示．电场和磁场对粒子总共做功W1，若把电场和磁场正交叠加，如图乙所示，粒子仍以v0的初速度穿过叠加场区，电场和磁场对粒子总共做功W2，比较W1、W2的大小（　） ?A．一定是W1=W2 ?B．一定是W1W2 ?C．一定是W1W2 ?D．可能是W1W2，也可能是W1W2 5、如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示，现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则（　） ?A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0 ?B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0 ?C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0 ?D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0 6、(青岛模拟)环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B．(两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀强圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是（　） ?A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大 ?B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小 ?C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小 ?D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变 　　根据，得速度不同半径r不同，周期T相同． 　　出射方向必与运动轨迹相切． 　　A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，A图中粒子应逆时针转，正确．C图中粒子应顺时针转，错误．同理可以判断B错，D对． 　　带电粒子在甲图电场中偏转位移大，在甲图中电场力做功多，B正确． 　　若磁场方向指