高中物理选修3-1《带电粒子在匀强磁场中的运动》专题复习
高中物理选修3-1《带电粒子在匀强磁场中的运动》专题复习
【基础知识】
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做运动．
2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_______运动．
(1)向心力由洛伦兹力提供：qvB＝＝；
(2)轨道半径公式：R＝mv
qB；
(3)周期：T＝2πR
v＝2πm
qB
(周期T与速度v、轨道半径R无关)；
(4)频率：f＝1
T＝qB 2πm；
(5)角速度：ω＝2π
T＝．
二、带电粒子在有界磁场中的运动
1．分析方法：找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立运动时间t和转过的圆心角α之间的关系作为辅助．
(1)圆心的确定
①基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心．
②两种情形
a．已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图所示，图中P为入射点，M为出射点)．b．已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图所示，图中P为入射点，M
为出射点)．
(2)半径的确定：用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小．
(3)运动时间的确定：粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为
α时，其运动时间为：t＝α
360°T(或t＝α
2π
T)．
2．规律总结：带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)
(2)平行边界(存在临界条件，如图所示)
(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)
【典例分析】
例1．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一带电粒子做匀速圆周运动，又垂直进入磁感应强度
为2B的匀强磁场中，则()
A．粒子速率加倍，周期减半B．粒子速率不变，半径减半
C．粒子速率减半，半径变为原来的1/4D．粒子速率不变，周期减半
例2．一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，径迹上的每小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)，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到a，带负电
例3．如图所示，在有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方
向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60˚角．设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1、t2，则t1∶t2为() A．1∶3
B．4∶3
C．1∶1
D．3∶2
例4．如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则()
A．该粒子带正电
B．A点与x轴的距离为mv
2qB
C．粒子由O到A经历时间t＝πm
3qB
D．运动过程中粒子的速度不变
例5．如图所示，在一底边长为2a，θ＝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？
【课堂练习】
1．关于带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力(重力)作用，下列说法正确的是(
)
A ．可能做匀速直线运动
B ．可能做匀变速直线运动
C ．可能做匀变速曲线运动
D ．只能做匀速圆周运动2．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如下图所示．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a 到b ，带负电
C ．粒子从b 到a ，带正电
D ．粒子从b 到a ，带负电3．如图所示，比荷为m e
的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d 、磁感受应强度
为B 的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为(
)A ．
m Bed 2B ．
m Bed C ．
m Bed 2D ．m
Bed
24．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a 、b 、c ，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用．则下列说法正确的是(
)
A ．a 粒子动能最大
B ．c 粒子速率最大
C ．b 粒子在磁场中运动时间最长
D ．它们做圆周运动的周期T a <T b <T c
5．如图所示，质量为m，电荷量为＋q的带电粒子，以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场，测得OM∶ON ＝3∶4，则下列说法中错误的是()
A．两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4
B．两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4
C．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4
D．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3
6．如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy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）
【课后巩固】
1．两个电荷量相等的带电粒子，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动．下列说法中正确的是()
A．若它们的运动周期相等，则它们的质量相等
B．若它们的运动周期相等，则它们的速度大小相等
C．若它们的轨迹半径相等，则它们的质量相等
D．若它们的轨迹半径相等，则它们的速度大小相等
2．如图所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2.如果v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1∶r2及周期之比T1∶T2分别为()
A．r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶2
B．r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶1
C．r1∶r2＝2∶1，T1∶T2＝1∶1
D．r1∶r2＝1∶1，T1∶T2＝2∶1
3．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示．下列表述正确的是()
A．M带负电，N带正电
B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M的运行时间大于N的运行时间
4．如图所示，水平导线中有稳恒电流I通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，其后电子将()
A．沿路径a运动，轨迹是圆
B．沿路径a运动，曲率半径变小
C．沿路径a运动，曲率半径变大
D．沿路径b运动，曲率半径变小
5．边长为a的正方形，处于有界磁场，如图所示，一束电子以v0水平射入磁场后，分别从A 处和C处射出，则v A:v C=____；所经历的时间之比t A:t B=____．
6．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，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60°，根据以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
7．如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值．静止的带电粒子带电荷量为+q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=45°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，求：
（1）两板间电压的最大值U m；
（2）CD板上可能被粒子打中的区域的长度s；
（3）粒子在磁场中运动的最长时间t m．。
人教版物理选修3-1《带电粒子在匀强磁场中的运动》典题精讲
带电粒子在磁场中的匀磁场中的运动典题精讲一、带电粒子在磁场中的匀速圆周运动带电粒子仅受洛仑兹力时的匀速圆周运动，是比较常见的一种运动形式，也是考查的比较频繁的一类题目。
通常所涉及到的有完整的圆周运动和部分圆周运动。
这类题目的解决办法是九个字：找圆心，定半径，画轨迹。
找圆心，就是根据题目所描述的已知条件，找出带电粒子作圆周运动的圆心(找圆心的方法参见特别提示)；定半径，根据平面几何的知识（一般是三角形的关系：边边关系、边角关系、全等、相似等等），表示出带电粒子作圆周运动的半径来，以便利用相关的规律列方程；画轨迹，并不是可有可无的，一个准确的图形可以帮助判断分析问题的正确与否，对顺利的确定半径也很有帮助。
带电粒子做匀速圆周运动的圆心及运动时间的确定的方法圆心的确定：通过速度的垂线oa、ob,弦ab的垂直平分线或入射速度与出射速度夹角的角平分线oc，三线中的任意两线来定．如图所示．时间的确定：t= s/v =θ/ω=（θ/2π）T，式中s为弧长，v为线速度，为圆心角，为角速度，T为周期．这类问题通常有两种考查的形式：1．所给的磁场非常明确，可以根据磁场的分布按部就班的来解决，这一类比较常见，难度较小。
【例题】如图所示，一束电子，电量为e，以速度v垂直磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与电子原来入射方ABOdcbav vo向的夹角是30°，则电子的质量为，穿过磁场的时间是．〖解析〗该题考查带电粒子在磁场中的匀速圆周运动，先定圆心，过A 、B 两点作速度的垂线，定圆心；然后由几何关系求半径R=d/sin30，由洛仑兹力提供向心力可得qvB=mv2/R ，解得m=2eBd/v ，由圆心角为30°，可得t=(300/3600)T=2πm/(12eB)．2．所给的磁场并不明确，需要充分发挥想象力，利用所学的物理知识分析、判断，对物理情景的分析要求较高。
这一类考查的不多，有一定的难度。
高二物理选修3-1第三章磁场知识点总结复习
第三章磁场教案3.1 磁现象和磁场第一节、磁现象和磁场1．磁现象磁性：能吸引铁质物体的性质叫磁性.磁体：具有磁性的物体叫磁体.磁极：磁体中磁性最强的区域叫磁极。
2．电流的磁效应磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.(与电荷类比）电流的磁效应：电流通过导体时导体周围存在磁场的现象（奥斯特实验)。
3．磁场磁场的概念：磁体周围存在的一种特殊物质(看不见摸不着，是物质存在的一种特殊形式)。
磁场的基本性质：对处于其中的磁极和电流有力的作用.磁场是媒介物:磁极间、电流间、磁极与电流间的相互作用是通过磁场发生的.磁场对电流的作用，电流与电流的作用，类比于库仑力和电场，形成磁场的概念,磁场虽然看不见、摸不着,但是和电场一样都是客观存在的一种物质，我们可以通过磁场对磁体或电流的作用而认识磁场.4．磁性的地球地球是一个巨大的磁体，地球周围存在磁场———地磁场.地球的地理两极与地磁两极不重合（地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近),其间存在磁偏角.地磁体周围的磁场分布情况和条形磁铁周围的磁场分布情况相似。
宇宙中的许多天体都有磁场。
月球也有磁场。
例1、以下说法中，正确的是（)A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质例2、如图表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE在此纵截面内5个位置上的小磁针是该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如图所示的电流时，5个小磁针将怎样转动？例3、有一矩形线圈，线圈平面与磁场方向成 角，如图所示。
设磁感应强度为B,线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量为多大？例4、如图所示,两块软铁放在螺线管轴线上，当螺线管通电后，两软铁将(填“吸引"、“排斥”或“无作用力”),A端将感应出极。
3。
2 磁感应强度第二节 、 磁感应强度1．磁感应强度的方向：小磁针静止时N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度方向 思考：能不能用很小一段通电导体来检验磁场的强弱呢？2．磁感应强度的大小匀强磁场：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫匀强磁场。
高中物理选修3-1磁场复习课件
2、在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点
处都通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于纸
面放置，电流方向如图3-2-2所示，每根通电导线在
三角形的A点产生的磁感应强度大小为B，则三角形
A点的磁感应强度大小为 . 方向 ，方向为
.
图3-2-2
感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大
小为（ ）
1 A． 2
BIl
B． BIl
C．
2 BIl 2
变式训练
D． 2BIl
3、用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚 线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左 向右的电流（如图3-3-3所示），当棒静止时，弹簧 秤的读数为F1；若将棒中的电流方向，当棒静止时， 弹簧秤的示数为F2，且F2＞F1，根据这两个数据， 可以确定（ ）ACD
(3) 磁感应强度：它反映了该处磁场的
强弱 定义B
F IL
为该处的磁感应强度的大
小，方向为该点的磁感线的切线方向
典型例题
1、关于磁感线和电场线的描述，正确的有( B ) A.电场线起止于电荷，磁感线起止于磁极 B.电场线不一定闭合，磁感线一定闭合 C.磁感线是自由小磁针在磁场力作用下的运动轨迹 D.沿磁感线方向磁场不断减弱
安培定则（右手螺旋定则）：对直 导线，四指指磁感线方向；对环行 电流，大拇指指中心轴线上的磁感 线方向；对长直螺线管大拇指指螺 线管内部的磁感线方向。
(2) 确定电流产生磁场的方向用安培（右手） 定则, 用右手握住通电直导线，让伸直的大拇 指的指向跟电流的方向一致，则弯曲的四指 所指的方向表示磁感线的环绕方向．而在判 断环形电流的磁感线与电流方向的关系时， 右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直 的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线 上的磁感线方向．
高中物理选修3-1带电粒子在磁场中的运动基础复习讲义教案有答案
基础课2磁场对运动电荷的作用知识点一、洛伦兹力、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。
2．洛伦兹力的方向(1)判定方法：左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；拇指——指向洛伦兹力的方向。
(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面。
3．洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0。
(θ＝0°或180°)(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝q v B。
(θ＝90°)(3)v＝0时，洛伦兹力F＝0。
知识点二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。
2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。
如下图，带电粒子在磁场中，①中粒子做匀速圆周运动，②中粒子做匀速直线运动，③中粒子做匀速圆周运动。
3．半径和周期公式：(v⊥B)[思考判断](1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用。
()(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直。
()(3)根据公式T＝2πrv，说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比。
(4)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功。
()(5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷有关。
()(6)带电粒子在电场越强的地方受电场力越大，同理带电粒子在磁场越强的地方受磁场力越大。
()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×洛伦兹力的特点与应用1．洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。
(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化。
(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。
(4)根据左手定则判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷。
高中物理 第三章 磁场 6 带电粒子在匀强磁场中的运动练习(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高中
带电粒子在匀强磁场中的运动根底夯实一、选择题(1～3题为单项选择题，4～6题为多项选择题)1．有三束粒子，分别是质子(p )、氚核(31H)和α粒子(氦核)束，如果它们以一样的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(方向垂直于纸面向里)，在如下图中，哪个图能正确地表示出了这三束粒子的偏转轨迹( C )解析：由Bqv ＝m v 2R 可知：R ＝mv Bq； 半径与荷质比成反比；因三束离子中质子的荷质比最大，氚核的最小，故质子的半径最小，氚核的半径最大，故C 正确。
2．1930年劳伦斯制成了世界上第一台盘旋加速器，其原理如下列图，这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，如下说法不正确的答案是( B )A ．带电粒子由加速器的中心附近进入加速器B ．带电粒子由加速器的边缘进入加速器C ．电场使带电粒子加速，磁场使带电粒子旋转D ．离子从D 形盒射出时的动能与加速电场的电压无关解析：根据盘旋加速器的加速原理，被加速离子只能由加速器的中心附近进入加速器，从边缘离开加速器，故A 正确，B 错误；在磁场中洛伦兹力不做功，离子是从电场中获得能量，故C 正确；当离子离开盘旋加速器时，半径最大，动能最大，E m ＝12mv 2＝B 2q 2r 22m，与加速的电压无关，故D 正确。
此题选不正确的，应当选B 。
3．如图，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。
一带电粒子从紧贴铝板上外表的P 点垂直于铝板向上射出，从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O 。
粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。
铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( D )A ．2B ． 2C ．1D ．22解析：由E K ＝12mv 2可知当动能为原来的一半时，速度是原来的22。
由R ＝mv qB将R 1＝2R 2代入可得B 1︰B 2＝22，D 正确。
4．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如下列图，一粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的答案是( ABC )A ．粒子必带正电荷B ．A 点和B 点位于同一高度C ．粒子在C 点时速度最大D ．粒子到达B 点后，将沿原曲线返回A 点解析：平行板间电场方向向下，粒子由A 点静止释放后在电场力的作用下向下运动，所以粒子必带正电荷，A 正确。
人教版高中物理选修3-1专题 带电粒子在磁场中的运动练习(含答案)
(2)如果某次实验时将磁场 O 的圆心往上移了 R ，其余条件均不变，质子束能在 OO′ 连线 2
的某位置相碰，求质子束原来的长度 l0 应该满足的条件。
【答案】(1)
v
=
2v0 ； B
=
2mv0 eR
(2)
l0
+3 3+6 12
【解析】
【详解】
解：(1)对于单个质子进入加速电场后，则有： eU0
=
【答案】（1） vA
=
2k k +1
qBL m
（2）1（3） k
=
5 7
或k
=
1 3
；t
=
3 m 2qB
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设 P、A 碰后的速度分别为 vP 和 vA，P 碰前的速度为 v = qBL m
由动量守恒定律： kmv = kmvP + mvA
5 / 28
由机械能守恒定律：
1 2
kmv2
=
1 2
kmvP2
+
1 2
mvA2
解得：
vA
=
2k k +1
qBL m
（2）设
A
在磁场中运动轨迹半径为
R，
由牛顿第二定律得：
qvA B
=
mvA2 R
解得： R = 2k L k +1
由公式可得 R 越大，k 值越大
如图 1，当 A 的轨迹与 cd 相切时，R 为最大值， R = L 求得 k 的最大值为 k = 1
qB2L ；质量为 km 的不带电绝缘小球 P，以大小为 qBL 的初速度沿 bf 方向运动．P 与 A
2019-2020学年人教版高二物理(选修3-1)期末备考专题07 带电粒子在有界匀强磁场中的运动(解析版)
2019-2020学年人教版高二物理（选修3-1）期末备考：重点、难点、热点突破专题07 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 主题一 带电粒子在直线边界匀强磁场中的运动1．有单平面边界的磁场问题从单平面边界垂直磁场射入的正、负粒子重新回到边界时的速度大小、速度方向和边界的夹角与射入磁场时相同。
2．有双平行平面边界的磁场问题带电粒子由边界上P 点以如图所示方向进入磁场。
(1)当磁场宽度d 与轨迹圆半径r 满足r ≤d 时(如图中的r 1)，粒子在磁场中做半圆周运动后从进入磁场时的边界上的Q 1点飞出磁场。
(2)当磁场宽度d 与轨迹圆半径r 满足r >d 时(如图中的r 2)，粒子将从另一边界上的Q 2点飞出磁场。
【例1】 如图所示，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v 1＝v 0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v 2＝3v 0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(图中未画出)，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
求：(1)两粒子在磁场边界上的穿出点A 、B 之间的距离d ；(2)两粒子进入磁场的时间间隔Δt 。
【答案】 (1)4mv 0qB (2)πm 3qB【解析】(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有qvB ＝m v 2r ，则r ＝mv qB故d ＝OA ＋OB ＝2r 1sin 30°＋2r 2sin 60°＝4mv 0qB。
(2)粒子1做圆周运动的圆心角θ1＝5π3粒子2圆周运动的圆心角θ2＝4π3粒子做圆周运动的周期T ＝2πr v ＝2πm qB粒子1在匀强磁场中运动的时间t 1＝θ12πT 粒子2在匀强磁场中运动的时间t 2＝θ22πT 所以Δt ＝t 1－t 2＝πm 3qB。
高中物理选修3-1第三章第六节《带电粒子在匀强磁场中的运动》
2θ
θ
θ
θ
L 2R sin , t 2m
Bq
3、已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R， 周期为T，若入射方向与边界夹角为θ，求入射点 与出射点之间的距离L及运动时间t
θ
质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小 孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎 为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁 感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片 D上，求入射点与底片上像点间的距离L
qvB m v2 r
T 2r
v
r mv T 2m
Bq
Bq
变式训练：已知电子的质量m、 带电量q、匀强磁场的磁感应 强度B和加速电压U（忽略电 子加速前的初速度），求电 子做匀速圆周运动的半径r
v2 qvB m
r qU 1 mv2
2
r 1 2mU Bq
电子q=-1.6x10-19C、m=9x10-31kg
加速电压200V，求电子在匀强
磁场中运动的半径？
应用 R mv 解释实验现象
qB
荧光屏
螺旋线运动
? 荧光屏
磁约束
v
三、有界磁场问题 1、已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 R，周期为T，求入射点与出射点之间的距离L 及运动时间t
L
L 2R,t 1 T 2
2、已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 R，周期为T，若入射方向与边界夹角为θ，求 入射v0 F=0
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
2、带电粒子垂直射入匀强磁场
v
一、带电粒子在匀强磁场中的运动
2、带电粒子垂直射入匀强磁场
（1）F洛⊥v （2）v大小保持不变
（3）v方向始终改变 v
高中物理选修3-1磁场 复习 提纲+例题
V2
V0
V4
2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接 起来是一个初速度为零的匀加速直线运动
3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径 就增大一次，每次增加的动能为⊿E ＝qU
K
所有各次半径之比为：
1 2∶ 3∶ ∶ ...
4、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的 最大半径是相同的。
mv 1 2 B2q 2 R2 由最大半径得： ＝ R E mv qB 2 2m
D、环形线圈有扩张的趋势
1、把一重力不计的通电直导线水平放在蹄 形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动， 当导线通入图示方向电流I时，导线的运动 情况是(从上往下看)（ C ） A.顺时针方向转动，同时下降 B.顺时针方向转动，同时上升 C.逆时针方向转动，同时下降 D.逆时针方向转动，同时上升
I
电流微元法
3、解题一般步骤： ①判断安培力方向 注意选择视图（视角） ②其它力受力分析 将立体受力图应转化成平面图 ③列力学方程：
平衡方程
牛二方程（动能定理） F=ILB ④列电学辅助方程: Q=It
u=IR ……. ⑤解方程及必要的讨论（“答”）
F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
安培力作用下物体的平衡问题 【例】在倾斜角为θ的光滑斜面上，置 一通有电流I，长为L，质 量为m的导 体棒，如图所示，在竖直向上的磁场中 静止，则磁感应强度B为 _________.
FN
θ
mg
F BIL mg tan mg tan B IL
F
B
FN
×
θ
F
mg
引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应
R
2
mV qB
带电粒子在匀强磁场中的运动-各个方向
高二物理选修3-1第三章磁场第六节带电粒子在匀强磁场中的运动有界磁场向各个方向运动专题专项训练习题集【知识点梳理】在有界的磁场中从同一点向各个方向发射出去的相同的带电粒子在运动中，存在两种情况。
当它们的速度大小不同时，在磁场中运动的半径不同，相同的带电粒子，在相同的磁场中运动的半径与速度成正比。
当它们的速度大小相同时，在磁场中运动的半径相同，它们运动圆心的轨迹是在同一个圆周上。
这个圆是以发射点为圆心，以带电粒子在此磁场中运动的半径为半径的圆。
【典题强化】1．如图所示，在直角三角形abc区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a=60°，∠b=90°，边长ab=L。
一个粒子源在b点将质量为m，电荷量为q的带负电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（）A．qBL/3m B．√3qBL/3m C．√3qBL/2m D．√3qBL/m2．如图所示，在直角三角形abc区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a=600，∠b=900，边长ac=L。
一个粒子源在a点将质量为m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（）A．qBL/2m B．√3qBL/6m C．√3qBL/4m D．qBL/6m3．如图所示，在xOy平面内有一半径为r的圆形磁场区域，其内分布着磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场，圆形区域边界上放有圆形的感光胶片，粒子打在其上会感光。
在磁场边界与x轴交点A处有一放射源A，发出质量为m，电量为q的粒子沿垂直磁场方向进入磁场，其方向分布在由AB和AC所夹角度内，B和C为磁区边界与y轴的两个交点．经过足够长的时间，结果光斑全部落在第Ⅱ象限的感光胶片上，则这些粒子中速度最大的是（）A．√2qBr/2m B．qBr/2m C．√2qBr/m D．(2+√2)qBr/m4．如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）。