1、 高二物理学案 制作人 备课组长 教研组长 课题 磁场对运动电荷的作用 9 两类特殊的圆周运动【学习目标】 洛伦兹力方向的判定，力学与磁场、电场综合【重点】 两类特殊的圆周运动、半径、周期公式的应用【难点】 磁场与电场、力学综合-复合场中的圆周运动【一、问题探究】【讨论交流 1】 半径变化的圆周运动 1、一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）。从图中情况可以确定（ ）A粒子从 a 到 b，带正电 B粒子从 b 到 a，带正电C粒子从 a 到 b，带负电 D粒子从 b
2、 到 a，带负电2、图为云室中某粒子穿过铅板 P 前后的轨迹，室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直（图中垂直于纸面向里，）由此可知此粒子A、一定带正电 B一定带负电 C不带电 D可能带正电，也可能带负电3、如图所示，带电粒子在真空环境中的匀强磁场是按图示径迹运动，径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧，中间是一块薄金属片，粒子穿过有动能损失，试判断粒子带何种电荷，在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长？(粒子重力不计)4.如图所示，在垂直于纸面向外的匀强磁场中，放有一块厚度均匀的薄铅板，铅板平面与磁感线平行。一个带电粒子沿纸面做半径为 R1=20cm 的匀速圆周运动，并以垂直于铅板的速度射入铅板
3、。第一次穿越铅板后，半径变为 R2=19cm。设带电粒子每次都垂直于铅板穿越铅板，并带电粒子在铅板内所受的阻力大小恒定，求：此带电粒子能穿越该铅板的次数。5、如图， PQ 是匀强磁场中的一片薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个带电粒子从某点以与 PQ 垂直的速度 v 射出，动能是 E，射出后带电粒子的运动轨迹如图所示今测得它在金属片两边的轨迹半径之比为 109，若在穿越板的过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，则( )A带电粒子一定带正电B带电粒子每穿过一次金属片，速度减小了1102EmC带电粒子每穿过一次金属片，动能减少了 0.19ED带电粒子穿过 5 次后陷在金属片里【讨论交流 2】 复合
4、场中的圆周运动1、质量为 m 的带电粒子在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径在竖直平面内，电场年级主任 制作时间 班级 姓名 编号 70 方向竖直向下，磁场方向垂直圆周所在平面向里。如图所示，由此可知（ ）A若粒子带负电，则沿顺时针方向运动，电荷量大小为 mg/EB若粒子带正电，则沿逆时针方向运动，电荷量大小为 mg/EC粒子在运动过程中速率不变，所以机械能守恒D粒子带正电荷，在由最高点到最低点的过程中，重力势能转化为电势能E运动过程中外力对微粒作功的代数和为零，故机械能守恒F在微粒旋转一周的时间内重力作功为零2、如图，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为 q 的液滴在竖
5、直面内做半径为 R 的匀速圆周运动，已知电场强度为 E，磁感应强度为 B，则液滴的质量和速度分别为( )A. ， B. ， C B ， D. ，qEg EB B2qRE EB qRg qgR qEg BgRE3、如图，虚线 EF 的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为 E，磁感应强度为 B.一带电微粒自离 EF 为 h 的高处由静止下落，从 B 点进入场区，做匀速圆周运动，从 D 点射出. 下列说法正确的是 A微粒受到的电场力的方向一定竖直向上B、电场方向一定向上C从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点 C 最小D从 B 点运动到 D 点的过程中微粒的电势
6、能先增大后减小4、如图所示，已知一质量为 m 的带电小球在光滑绝缘的水平面上经电压 U 加速后，水平进入互相垂直的匀强电场 E 和匀强磁场 B 的复合场中( E 和 B 已知)，小球在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动，则( )A.小球在空间受 4 个力作用 B.小球一定带正电C.小球做圆周运动的半径 r D.小球在复合场中机械能守恒1B2UEq【二、综合提升】1、如图，坐标系 xOy 内，在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为 B,方向垂直 xOy平面向里，电场线平行于 y 轴。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小球，从 y 轴上的 A 点水平向右抛出，经 x 轴上的
7、M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和磁场，MN 之间的距离为 L,小球过 M 点时的速度方向与 x 轴的方向夹角为 .求:(1)电场强度 E 的大小和方向(2)小球从 A 点抛出时初速度 v0的大小;(3)A 点到 x 轴的高度 h.2、如图 1，宽度为 d 的竖直狭长区域内（边界为 L1、L 2），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图 2），电场强度的大小为 E0，E0 表示电场方向竖直向上。t=0 时，一带正电、质量为 m 的微粒从左边界上的 N1点以水平速度 v 射入该区域，沿直线运动到 Q 点后，做一次完整的圆周运动
8、，再沿直线运动到右边界上的 N2点。Q 为线段 N1N2的中点，上述 d、E 0、m、v、g 为已知量。(1)求微粒所带电荷量 q 和磁感应强度 B 的大小(2)求电场变化的周期 T(3)改变宽度 d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求 T 的最小值。高二物理学案 制作人 备课组长 教研组长 课题 磁场对运动电荷的作用 10 直线双边界问题 【学习目标】 洛伦兹力方向的判定，半径、周期公式的应用【重点】 洛伦兹力作用下圆周运动的作图、临界条件的分析与应用【难点】 轨迹作图、临界条件的分析与应用【一、问题探究】【讨论交流 1】 1、如图所示，一束电子（电量为 e)以速度 V 垂直射入
9、磁感应强度为 B宽度为 d 的匀强磁场，穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为 300。求 : (1) 电子的质量 m=? (2) 电子在磁场中的运动时间 t= ?2、如图所示，真空中狭长形的区域内分布有磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直纸面向内，区域的宽度为 d，CD、EF 为区域的边界。现有一束电子（质量为 m，电量为 e），以速率 v 从 CD 侧垂直于磁场与CD 成 角射入，为使电子能从另一侧 EF 射出，则电子的速率 v 应满足什么条 件。3、如图，条形区域 AABB中存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 B 的大小为0.3T，AA、BB为磁场边界，它们相互平行，条
10、形区域的长度足够长，宽度 d1 m一束带正电的某种粒子从 AA上的 O 点以沿着与 AA成 60角、大小不同的速度射入磁场，当粒子的速度小于某一值 v0时，粒子在磁场区域内的运动时间 t04106s；当粒子速度为 v1时，刚好垂直边界 BB射出磁场取3，不计粒子所受重力求：(1)粒子的比荷 q/m(2)速度 v0 和 v1 的大小4、如图，一有界匀强磁场垂直纸面向里，B9.1104T.其边缘上有 C、D 两点，C、D 间距 L0.05m，今有一个电子从 C 点以速度 v0垂直匀强磁场方向射入，且 与CD 夹角为 30.(1)若电子刚好从 D 点飞出磁场，则电子的速度 v0应为多少？(2)电子从
11、 C 点到 D 点所用的时间是多少？(已知电子质量 m9.110 31 kg，电荷量 e1.610 19 C)5、如图，E 为一电子枪，能发射速率为 v 的电子（质量 m、电量 q），两平行面范围内是垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，AA、BB足够长，平行线间距为 D，若电子枪在垂直于磁场平面内缓慢旋转，到某一位置时，电子刚好不能从 BB左侧射出，求:dBe v电子在磁场中射出点与射入点之间的距离。年级主任 制作时间 班级 姓名 编号 71 【讨论交流 2】 1、如图所示，一质量为 m，电荷量为 q 的带负电的带电粒子，从 A 点射入宽度为 d、磁感应强度为 B 的匀强磁场， MN、
12、PQ 为该磁场的边界线，磁感线垂直于纸面向里，带电粒子射入时的初速度与 PQ 成 45角，且粒子恰好没有从 MN 射出(不计粒子所受重力)(1)求该带电粒子的初速度 v0；(2)求该带电粒子从 PQ 边界射出的射出点到 A 点的距离 x.2、如图，一足够长的矩形区域 abcd 内充满磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场现从矩形区域 ad 边的中点 O 处，垂直磁场射入一速度方向与 ad 边夹角为 30、大小为 v0的带电粒子已知粒子质量为 m，电荷量为 q，ad 边长为 l，重力影响不计(1)试求粒子能从 ab 边射出磁场的 v0值(2)在满足粒子从 ab 边射出磁场的条件下，粒子在磁
13、场中运动的最长时间是多少？3、如图，长为 l 的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，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 的带正电粒子从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度 v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是( )A使粒子的速度 vBql4m 5Bql4mC使粒子的速率 v D使粒子的速度 B垂直纸面向里，Bmv3qs mvqsC垂直纸面向外，B D垂直纸面向外，Bmvqs mv3qs2、如图所示，直角三角形 ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿 AB 方向射入磁场，分别从 AC边上的 P、Q 两点射出，则( )A从 P 射出的
14、粒子速度大B从 Q 射出的粒子速度大C从 P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长D两粒子在磁场中运动的时间一样长3、如图，ABC 为与匀强磁场垂直的边长为 a 的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为 的电子以速度 v0em从 A 点沿 AB 方向射入，欲使电子能经过 BC 边，则磁感应强度 B 的取值应为 ( )AB BB3mv0ae 2mv0ae 3mv0ae 2mv0ae4、如图，在一底边长为 2a，30的等腰三角形区域内(D 在底边中点)，有垂直纸面向外的匀强磁场现有一质量为 m，电荷量为 q 的带正电的粒子，从静止开始经过电势差为 U 的电场加速后，从 D 点垂直于 EF 进入磁场，不计
15、重力与空气阻力的影响(1)若粒子恰好垂直于 EC 边射出磁场，求磁场的磁感应强度 B 为多少？(2)改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到 ED 板，求粒子从进入磁场到第一次打到 ED 板的最长时间是多少？【二、综合提升】如图，在坐标系 xOy 中，第一象限内充满着两个匀强磁场 a 和 b，OP 为分界线，在区域 a 中，磁感应强度为 2B，方向垂直于纸面向里；在区域 b 中，磁感应强度为 B，方向垂直于纸面向外，P 点坐标为(4l,3l)一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子从 P 点沿 y 轴负方向射入区域 b，经过一段时间后，粒子恰能经过原点 O，不计粒子重力(sin370.
16、6，cos370.8)求：(1)粒子从 P 点运动到 O 点的时间最少是多少？(2)粒子运动的速度可能是多少？高二物理学案 制作人 备课组长 教研组长 课题 磁场对运动电荷的作用 12 三角形场区问题综合【学习目标】 洛伦兹力方向的判定，半径、周期公式的应用【重点】 洛伦兹力作用下圆周运动的作图、临界条件的分析与应用【难点】 轨迹作图、临界条件的分析与应用【一、问题探究】【讨论交流】 1、如图所示，M、N 为中心开有小孔的平行板电容器的两极板，相距为 D，其右侧有一边长为 2a 的正三角形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在极板 M、N 之间加上电压 U 后，M 板电势高于 N 板电势现有
17、一带正电的粒子，质量为 m，电荷量为 q，其重力和初速度均忽略不计，粒子从极板 M 的中央小孔 s1处射入电容器，穿过小孔 s2后从距三角形 A 点 的 P 处垂直 AB 方向进入磁场，试求：3a（1）粒子到达小孔 s2时的速度和从小孔 s1运动到 s2所用的时间（2）若粒子从 P 点进入磁场后经时间 t 从 AP 间离开磁场，求粒子的运动半径和磁感应强度的大小（3）若粒子能从 AC 间离开磁场，磁感应强度应满足什么条件？2、如图，空间区域中存在着水平向右的匀强电场，电场强度为 E，边界 MN 垂直于该电场MN 右侧有一以 O 为圆心的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为 B在
18、圆形磁场区域的正下方有一宽度为 L 的显示屏 CD，显示屏的水平边界 C、D 两点到 O 点的距离均为 L质量为 m、带电量为+q 的粒子，从 A 点由静止释放，经电场加速后，沿 AO 方向进入磁场，恰好打在显示屏上的左边界 C 点已知A 点到 MN 的距离为 s，不计粒子重力，求:(1)粒子在磁场中的轨道半径 r；(2)圆形磁场的半径 R；(3)改变释放点的位置，使从 A 点释放的粒子仍能沿 AO 方向进入磁场且都能打在显示屏上时，释放点 A 到 MN 的距离范围3、图中左边有一对平行金属板，两板相距为 d，电压为 V;两板之间有匀强磁场，磁场应强度大小为 B0，方向平行于板面并垂直于纸面朝
19、里。图中右边有一边长为 a 的正三角形区域 EFG(EF 边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为 q的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经 EF 边中点 H 射入磁场区域。不计重力年级主任 制作时间 班级 姓名 编号 73 （1）已知这些离子中的离子甲到达磁场边界 EG 后，从边界 EF 穿出磁场，求离子甲的质量。（2）已知这些离子中的离子乙从 EG 边上的 I 点（图中未画出）穿出磁场，且 GI 长为 3a/4，求离子乙的质量。（3）若这些离子中的最轻离子的质量等
20、于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。4、如图所示，在空间中固定放置一绝缘材料制成的边长为 L 的刚性等边三角形框架 DEF， DE 边上 S 点DS=L/4 处有一发射带正电的粒子源，发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于 DE 边向下发射的电荷量皆为 q，质量皆为 m，但速度 v 有各种不同的值整个空间充满磁感应强度大小为 B，方向垂直截面向里的均匀磁场设粒子与 DEF 边框碰撞时没有能量损失和电荷量传递求：(1)带电粒子速度的大小为 v 时，做匀速圆周运动的半径；(2)带电粒子速度 v 的大小满足什么条件时，可使 S 点发出的粒子最终又垂直于 D
21、E 边回到 S 点？(3)这些粒子中，回到 S 点所用的最短时间是多少？【二、综合提升】如图所示，截面为直角三角形的区域内，有一个 具有理想边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为 B，三角形区域的 ab 边长为 L，=30一个电子从 ab 边界外侧在 ab 边中点处与 ab 成30角垂直于磁场方向射入场内，已知电子的电荷量为 e，质量为 m为使电子能从 ac 射出，电子入射速度 v0 应该满足什么条件?高二物理学案 制作人 备课组长 教研组长 课题 磁场对运动电荷的作用 13 圆形场区问题【学习目标】 洛伦兹力方向的判定，半径、周期公式的应用【重点】 洛伦兹力作用下圆周运动的作图、
22、临界条件的分析与应用【难点】 轨迹作图、临界条件的分析与应用【一、问题探究】【讨论交流 1】 1、如图，圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心 O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子 A.速率一定越大 B.在磁场中偏转角越小C.在磁场中通过的路程越长 D.在磁场中的周期一定越大2、如图，圆形区域内有垂直于纸面第匀强磁场，三个质量和电量都相同第带电粒子a、b、c，以不同速率对准圆心O沿AO方向射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力作用，则下列说法
23、正确的是A、a粒子动能最大 B、c粒子动能最大C、c粒子在磁场中运动时间最长 D、它们做圆周运动的周期T aTbTc3、如图，圆形区域内有垂直纸而向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿圆的直径方向射入磁场，粒子穿过此区域的时间为 t，粒子飞出此区域时速度方向偏转角为 600，根据上条件可求下列物理量中的A.带电粒子的比荷 B.带电粒子的初速度C.带电粒子在磁场中运动的周期 D.带电粒子在磁场中运动的半径4、如图，半径为 r 的圆形空间内，存在 着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从 A 点 以速度 v0垂直磁场方向射入磁场中，并从 B 点射出，
24、AOB=120 0， 则该带电粒子在磁场中运动的时间为A.2r/3v 0 B.2 r/3v 0 C.r/3v 0 D. r/3v 03 35、如图，在以直角坐标系 xOy 的坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直 xOy 所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与 x 轴的交点 A 处，以速度 v0 沿 x 轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与 y 轴的交点 C 处，沿 y 轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力。（1）求粒子的荷质比。（2）若磁感应强度的大小变为 B，该粒子仍从 A 处以相同的速度射入磁场，粒子飞出磁场时速度的方向改变了 角，如
25、图，求磁感应强度 B的大小。【讨论交流 2】 1、电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.电子束经过电压为 U 的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示.磁场方向垂直于圆面.磁场区的中心为 O，半径为 r.当不加磁场时，电子束将通过 O 点而打到屏幕的中心 M 点.为了让电子束射到屏幕边缘 P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度 ，此时磁场的磁感应强度 B 应为多少？(电子荷质比为 e/m)年级主任 制作时间 班级 姓名 编号 74 2、如图，相距为 R 的两块平行金属板 M、N 正对着放置，s 1、s 2分别为 M、N 板上的小孔，s 1、s 2、O 三点共线，它们的连线垂直
26、 M、N，且 s2O=R。以 O 为圆心、R 为半径的圆形区域内存在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。D 为收集板，板上各点到 O 点的距离以及板两端点的距离都为 2R，板两端点的连线垂直 M、N 板。质量为 m、带电量为+q 的粒子，经s1进入 M、N 间的电场后，通过 s2进入磁场。粒子在 s1处的速度和粒子所受的重力均不计。（1）当 M、N 间的电压为 U 时，求粒子进入磁场时速度的大小 （2）若粒子恰好打在收集板 D 的中点上，求 M、N 间的电压值 U0（3）当 M、N 间的电压不同时，粒子从 s1到打在 D 上经历的时间 t 会不同，求 t 的最小值。3、如图，左边有一
27、对平行金属板，两板相距为 d电压为 V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为 B0 ，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为 R、圆心为 O 的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面朝里。一电荷量为 q 的正离子沿平行于全属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径 EF 方向射入磁场区域，最后从圆形区城边界上的 G 点射出已知弧 GF 所对应的圆心角为，求：(1)离子速度的大小；(2)离子的质量4、如图，在平面坐标系 xoy 内，第、象限内存在沿 y 轴正方向的匀强电场，第 I、象限内存径为 L 的圆形匀强磁
28、场，磁场圆心在 M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外一带正电粒子从第中的 Q（一 2L，一 L）点以速度 v0沿 x 轴正方向射出，恰好从坐标原点 O 进入磁场，从 P（2L，O）点射出磁场不计粒子重力，求：（1）电场强度与磁感应强度大小之比（2）粒子在磁场与电场中运动时间之比【二、综合提升】如图，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度 B0.10 T，磁场区域半径 r m，左侧区圆心为 O1，磁场向里，右侧区圆心为 O2，磁场向外两区域切点为 C.今有质量233m3.210 26 kg.带电荷量 q1.610 19 C 的某种离子，
29、从左侧区边缘的 A 点以速度 v10 6 m/s 正对 O1的方向垂直磁场射入，它将穿越 C 点后再从右侧区穿出求：(1)该离子通过两磁场区域所用的时间(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)高二物理学案 制作人 备课组长 教研组长 课题 磁场对运动电荷的作用 14 圆形形场区问题【学习目标】 洛伦兹力方向的判定，半径、周期公式的应用【重点】 洛伦兹力作用下圆周运动的作图、临界条件的分析与应用【难点】 轨迹作图、临界条件的分析与应用【一、问题探究】【讨论交流 1】 如图，是某粒子速度选择器的示意图在一半径为 R10cm 的圆柱形桶
30、内有 B10 4 T 的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出现有一粒子源发射比荷为 210 11C/kg 的阳离子，粒子束中速度分布连续当qm角 45时，出射粒子速度 v 的大小是A. 106m/s B2 106m/s2 2C2 108m/s D4 106m/s2 2如图，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab 是圆的一条直径一带电粒子从 a 点射入磁场，速度大小为 2v，方向与 ab 成 30时恰好从 b 点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为 t；若仅将速度大小改为 v，则粒子在磁场中运动的时间为
31、(不计带电粒子所受重力)A3t B. t C. t D2t32 12在真空中，半径 r=310-2 m 的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示，磁感应强度 B=0.2 T，一个带正电的粒子，以初速度 v=106 m/s 从磁场边界上直径 ab 的一端 a 射入磁场，已知该粒子的比荷 q/m=108 C/kg，不计粒子重力。求：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径是多少？(2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时 v 方向与 ab 的夹角 及粒子的最大偏转角。【讨论交流 2】 1、如图，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点 O 和 y 轴上的点a(0， L).一
32、质量为 m、电荷量为 e 的电子从 a 点以初速度 v0平行于 x 轴正方向射入磁场，并从 x 轴上的 b点射出磁场，此时速度的方向与 x 轴正方向的夹角为 60.下列说法正确的是( )A.电子在磁场中运动的时间为 B.电子在磁场中运动的时间为 Lv0 2 L3v0C.磁场区域的圆心坐标为( ， ) D.轨迹的圆心坐标为(0，2 L)3L2 L22.在直角坐标系 xOy 中，有一半径为 R 的圆形磁场区域，磁感强度为 B，磁场方向垂直 xOy 平面指向纸内，该区域的圆心坐标为（R，0）。如图所示，有一个质量为 m、带电量为q 的离子，由静止经匀强电场加速后从点（0，R/2）沿 x 轴正方向射入
33、磁场，离子从射入到射出磁场通过了该磁场的最大距离，求： 年级主任 制作时间 班级 姓名 编号 75 离子在磁场区域经历的时间。加速电场的加速电压。 3、如图，一半径为 R 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为 m、电荷量为 q 的粒子沿图中直线在圆上的 a 点射入柱形区域，在圆上的 b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。圆心 O 到直线的距离为 3/5R。现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在 a 点射入柱形区域，也在 b 点离开该区域。若磁感应强度大小为B，不计重力，求电场强度的大小。4、如图，在一个圆
34、形区域内，两个方向相反且都垂直 于纸面的匀强磁场分布在以直径 A2A4为边界的两个半圆形区 域、中，A 2A4与 A1A3的夹角为 60.一质量为 m、带电荷量为q 的粒子以某一速度从区的边缘点 A1处沿与 A1A3成 30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于 A2A4的方向经过圆心 O进入区，最后再从 A4处射出磁场已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为 t，求：区和区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)【二、综合提升】1、如图，在真空中半径 r3.010 2 m 的圆形区域内，有磁感应强度 B0.2 T，方向如图的匀强磁场，一批带正电的粒子以初速度 v01.010 6 m/s，从磁场边界上直
35、径 ab 的一端 a 沿着各个方向射入磁场，且初速度方向与磁场方向都垂直，该粒子的比荷为 q/m1.010 8 C/kg，不计粒子重力求：(1)粒子的轨迹半径；(2)粒子在磁场中运动的最长时间；(3)若射入磁场的速度改为 v3.010 5 m/s，其他条件不变，试用斜线画出该批粒子在磁场中可能出现的区域2、如图，磁感应强度大小为 B=0.15T，方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径 R=0.10m 的圆形区域内，圆的左端点跟 y 轴相切于直角坐标系原点 O，右端跟荧光屏 MN 相切于 x 轴上的 A 点。置于坐标原点 O 的粒子源可沿 x 轴正方向射出速度 v0=3.0106m/s 的带电粒子
36、流，比荷为q/m=1.0108C/kg。不计粒子重力。求：（1）粒子在磁场中运动的半径（2）粒子射到荧光屏 MN 上的点距 A 点的距离（3）现以 O 点并垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场逆时针缓慢旋转 90，画出此过程中粒子打在荧光屏上的最低点和最高点的位置。高二物理学案 制作人 备课组长 教研组长 课题 磁场对运动电荷的作用 15 圆形形场区问题【学习目标】 洛伦兹力方向的判定，半径、周期公式的应用【重点】 洛伦兹力作用下圆周运动的作图、临界条件的分析与应用【难点】 轨迹作图、临界条件的分析与应用【一、问题探究】【讨论交流 1】 1、质量为 m、带电量为 q 的粒子以速度 v0从 O 点沿
37、 y 轴正方向射入磁感强度为 B 的一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，粒子飞出磁场区后，从 b 处穿过 x 轴，速度方向与 x 轴正向夹角为 30，如图，求：（1）圆形磁场区的最小面积；（2）粒子从 O 点进入磁场区到达 b 点所经历的时间；（3）b 点的坐标。2、一匀强磁场，磁场方向垂直于 xOy 平面在 xOy 平面上，磁场分布在以 O 为圆心的一个圆形区域内一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，由原点 O 开始运动 ，初速度为 v，方向沿 x 轴正方向后来，粒子经过 y 轴上的 P 点，此时速度方向与 y 轴的夹角为 30， P 点到 O 点的距离为 L，如图所示不计重力的影响
38、，求磁场的 磁感应强度 B 的大小和 xOy 平面上磁场区域的半径 R.3、一带电质点，质量为 m，电量为 q，重力忽略不计，以平行于 ox 轴的速度 v 从 y 轴上的 a 点射入如图中第一象限所示的区域。为了使该质点能从 x 轴上的 b 点以垂直于 ox 的速度射出，可在适当的地方加一垂直于 xy 平面、磁感应强度为 B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个圆形区域内，求这圆形磁场区域的最小半径.4、如图，为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B2.010 3 T，在 x 轴上距坐标原点 L0.50 m 的 P 处为粒子的入射口，在 y 轴上
39、安放接收器现将一带正电荷的粒子以v3.510 4 m/s 的速率从 P 处射入磁场，若粒子在 y 轴上距坐标原点 L0.50 m 的 M 处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为 m、电荷量为 q。(1)求上述粒子的比荷(2)为了在 M 处观测到按题设条件运动的上述粒子，第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形【讨论交流 2】 1、如图，纸面内有宽为 L 水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为 m，电荷量为q，速率为 v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都汇聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的
40、形状及对应的磁感应强度可以是(其中 B0mv 0/ql，A、C、D 选项中曲线均为半径是 L 的 1/4 圆弧 B 选项中曲线为半径是 l/2 的圆) ( )年级主 任 制作时间 班级 姓名 编号 76 2、如图，在 xOy 平面内有与 y 轴平行的匀强电场，在半径为 R 的圆内还有与 xOy 平面垂直的匀强磁场。在圆的左边放置一带电微粒发射装置，它沿 x 轴正方向发射出一束具有相同质量 m、电荷量 q（q0）和初速度 v 的带电微粒。发射时，这束带电微粒分布在 00）和初速为 v0的带电粒子。已知重力加速度大小为 g。(1)当带电微粒发射装置连续不断地沿 y 轴正方向发射这种带电微粒时，这些
41、带电微粒将沿圆形磁场区域的水平直径方向离开磁场，并继续沿 x 轴正方向运动。求电场强度和磁感应强度的大小和方向。(2)调节坐标原点处的带电微粒发射装置，使其在 xoy 平面内不断地以相同速率 v0 沿不同方向将这种带电微粒射入第 1 象限， 如图乙所示。现要求这些带电微粒最终都能平行于 x 轴正方向运动，则在保证匀强电场、匀强磁场的强度及方向不变的条件下，应如何改变匀强磁场的分布区域?并求出符合条件的磁场区域的最小面积。【二、综合提升】如图，为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里，边界跟 y 轴相切于坐标原点 00 点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为 V 的某种带电粒
42、子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍已知该带电粒子的质量为 m、电荷量为 q ，（不考虑带电粒子的重力）（1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径；（2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角；（3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回若从 O 点沿 x 轴正方向射入磁场的粒子速度已减小为 V/2 ，求:粒子第一次回到点经历的时间高二物理学案 制作人 备课组长 教研组长 课题 磁场对运动电荷的作用 16 圆形形场区问题【学习目标】 洛伦兹力方向的判定，半径、周期公式的应用【重点】 洛伦兹力作用下圆周运动的作图、临界条件的分析与应用【难点】 轨迹作
43、图、临界条件的分析与应用【一、问题探究】【讨论交流 1】 1、有一个圆环形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知其截面内半径为 R11.0 m，磁感应强度为 B1.0 T，被约束粒子的比荷为 q/m4.010 7 C/kg ，该带电粒子从中空区域与磁场交界面的 P 点以速度 v04.010 7 m/s 沿环的半径方向射入磁场 (不计带电粒子在运动过程中的相互作用，不计重力)(1)为约束该粒子不穿越磁场外边界，求磁场区域的最小外半径 R2(2)若改变该粒子的入射速度 v，使 v v0，求：粒子从 P 点进入磁场开始33到第一次回到 P 点所需要的时间 t.2、如图(a)所示，在以 O 为圆心
44、，内外半径分别为 R1和 R2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差 U 为常量， R1 R0， R23 R0.一电荷量为 q，质量为 m 的粒子从内圆上的 A点进入该区域，不计重力(1)已知粒子从外圆上以速度 v1射出，求粒子在 A 点的初速度 v0的大小(2)若撤去电场，如图(b)，已知粒子从 OA 延长线与外圆的交点 C 以速度 v2射出，方向与 OA 延长线成45角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间(3)在图(b)中，若粒子从 A 点进入磁场，速度大小为 v3，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？3、如图，两个同心圆，半径
45、分别为 r 和 2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B.圆心 O 处有一放射源，放出粒子的质量为 m，带电量为 q，假设粒子速度方向都和纸面平行(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向， OA 与初速度方向夹角为 60，要想使该粒子经过磁场第一次通过 A 点，则初速度的大小是多少？(2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？4、在某平面上有一半径为 R 的圆形区域，区域内、外均有垂直于该平面的匀强磁场，圆外磁场范围足够大，已知两部分磁场方向相反且磁感应强度都为 B，方向如图 11 所示现在圆形区域的边界上的 A 点有一个电荷量为 q，质量为 m 的
46、带正电粒子，以沿 OA 方向的速度经过 A 点，已知该粒子只受到磁场对它的作用力(1)若粒子在其与圆心 O 的连线绕 O 点旋转一周时恰好能回到 A 点，试求该粒子运动速度 v 的最大值；年级主任 制作时间 班级 姓名 编号 77 (2)在粒子恰能回到 A 点的情况下，求该粒子回到 A 点所需的最短时间【讨论交流 2】如图，两平行金属板 A、B 长度为 l，直流电源能提供的最大电压为 U，位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为 m、电荷量为q、重力不计的带电粒子，射入板间的粒子速度均为 VO。在极板右侧有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，分布在环带区域中，该环带的
47、内外圆的圆心与两板问的中心重合于 O 点，环带的内圆半径为 R1。当变阻器滑动触头滑至 b 点时，带电粒子恰能从右侧极板边缘射向右侧磁场。(1)问从板间右侧射出的粒子速度的最大值 Vm 是多少?(2)若粒子射出电场时，速度的反向延长线与 VO所在直线交于 O点，试证明 xL/2，即 O与 O 重合，所有粒子都好像从两板的中心射出(3)为使粒子不从磁场右侧穿出，求环带磁场的最小宽度 d。2、如图所示，在以坐标原点 O 为圆心、半径为 R 的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为 B，磁场方向垂直于 xOy 平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从 O 点沿 y 轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经 t0时间从 P 点
