人教版高二物理选修3-1第三章《磁场》专题《带电粒子在复合场中的运动》学案

选修3-1 第三章 磁场

带电粒子在磁场或复合场中的运动

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学习目标：

1.掌握带电粒子在磁场中运动问题的分析方法，会分析带电粒子在有界磁场中的运动. 2.会分析带电粒子在复合场中的运动问题． 学习过程： 【新知探究】

一、带电粒子在有界磁场中的运动

1．带电粒子在有界磁场中的圆周运动的几种常见情形 (1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图1所示)

图1

(2)平行边界(存在临界条件，如图2所示)

图2

(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图3所示)

图3

2．带电粒子在有界磁场中运动的临界问题

带电粒子在有界磁场中运动，往往出现临界条件，要注意找临界条件并挖掘隐含条件． 例1 如图4所示，直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电荷量为－q(q>0)的粒子1在纸面内以速度v1＝v0从O点射入磁场，其方向与MN的夹角α＝30°；质量为m、电荷量为＋q的粒子2在纸面内以速度v2＝3v0也从O点射入磁场，其方向与MN的夹角β＝60°.已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点(图中未画

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出)，不计粒子的重力及粒子间的相互作用．

图4

(1)求两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d. (2)求两粒子进入磁场的时间间隔Δt.

例2 直线OM和直线ON之间的夹角为30°，如图5所示，直线OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q>0)．粒子沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角．已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场．不计重力．粒子离开磁场的出射点到两直线交点O的距离为( )

图5

mv3mv2mv4mvA. B. C. D. 2qBqBqBqB

例3 如图6所示，一质量为m，带电荷量为＋q的粒子从A点以水平速度v0正对圆心O射进一圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面，磁感应强度大小为B.在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.粒子沿AO方向进入磁场，经磁场偏转恰好打在显示屏上的左边界C点．不计粒子重力．求：

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