2018届高考物理一轮总复习课件 专题9 磁场 第3讲 带电粒子在匀强磁场复合场中的运动
三、带电粒子在复合场中运动的实例分析 1．质谱仪 (1)构造：如图甲所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成． (2) 原 理 ： 粒 子 由 静 止 在 加 速 电 场 中 被 加 速 ， 根 据 动 能 定 理 可 得 关 系 式 1 2 qU ＝ mv．粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得 ________ 2 v2 关系式 qvB＝m r .
E v0< ，不计重力( B
) B．W1＝W2，v1＝v2 D．W1＝W2，v1>v2
A．W1>W2，v1>v2 C．W1<W2，v1<v2
【答案】A
E 【解析】带电粒子在电场和磁场中受到的电场力、磁场力的方向相反，因 v0<B， 所以 qv0B<qE，偏转中，洛伦兹力方向有与电场方向相反的分量和沿 v0 方向的分 量．因此在水平方向上乙中做加速运动，通过电场的时间较甲的短且在竖直方向上 的加速度小于甲图电场中的加速度，因此甲图中偏转位移大，在甲图中电场力做的 正功多，即 W1>W2，洛伦兹力不做功，粒子穿出场区时甲图中带电粒子的动能大， 穿出场区时的速度大，即 v1>v2，选项 A 正确．
• 4．[速度选择器和质谱仪]如图所示，有a，b，c，d四个粒子，它们带 同种电荷且电荷量相等，它们的速率关系为va<vb＝vc<vd，质量关系为 ma＝mb<mc＝md.进入速度选择器后，有两种粒子从速度选择器射出， 由此可以判定( ) • A．射向A1的是c粒子 B．射向A1的是d粒子 • C．射向A2的是c粒子 D．射向A2的是d粒子 • 【答案】A
3．基本公式
v2 mr (1)向心力公式：qvB＝________. mv Bq (2)轨道半径公式：r＝________.
Bq 2πr 2πm 1 2πm (3)周期公式：T＝ v ＝ qB ；f＝T＝________. Bq 2π m ω＝ T ＝2πf＝________.
• 二、带电粒子在复合场中的运动 • 1．复合场的分类 磁场 • (1)叠加场：电场、________、重力场共存，或其中某两场 共存． • (2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或 交替 在同一区域，电场、磁场________ 出现．
3．速度选择器 (1)平行板中电场强度 E 和磁感应强度 B 互相垂直．这种装置能把具有一定
速度 的粒子选择出来，所以叫作速度选择器，如图甲． ________
qE＝qvB，即 v＝ (2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是________
E B.
甲
乙
4．磁流体发电机
内 能直接转化为电能． (1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把________ 正 极． (2)根据左手定则，如图乙中的 B 板是发电机______
• 2．[带电粒子在匀强磁场运动的半径和周期]一个重力不计 的带电粒子垂直进入匀强磁场，在与磁场垂直的平面内做 匀速圆周运动．则下列能表示运动周期T与半径R之间的关 系图象的是( )
【答案】D
A
B
C
D
v2 mv 【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，由 qvB＝m R 得 R＝ qB ，由 2πR 2πm 圆周运动规律得 T＝ v ＝ qB ，可见粒子运动周期与半径无关，故 D 项正确．
源．D 形盒处于匀强磁场中．
相等 ，粒子在圆周运动的 (2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期________
过程中一次一次地经过 D 形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被 2 2 2 q BR 2 mv 2m ，可见粒子获得的最大动能由磁 一次一次地加速．由 qvB＝ R ，得 Ekm＝________ 感应强度 B 和 D 形盒半径 R 决定，与加速电压无关．
由以上两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．r＝ 2U qr2B2 1 2mU q B2r2 2 U B q ________，m＝________，m＝________.
2．回旋加速器
交流 电 (1)构造：如上图乙所示，D1，D2 是半圆金属盒，D 形盒的缝隙处接________
第3讲 带电粒子在匀强磁场、复合场中的运动
【考纲解读】1.掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，并能解决确定 圆心、半径、运动轨迹、周期、运动时间等相关问题；2.掌握带电粒子在磁场中的 临界问题、极值问题和多解问题等．
•考点O
讲堂梳理自查
• 一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律 匀速直线 • 1．若v∥B，带电粒子以入射速度v做___________ 运动． • 2．若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速 匀速圆周 运动． 度v做__________
(3)磁流体发电机两极板间的距离为 L，等离子体速度为 v，磁场的磁感应强度为 U BLv B，则由 qE＝q L ＝qvB 得两极板间能达到的最大电势差 U＝________.
• 1．[对洛伦兹力的作用的考查](多选)运动电荷进入磁场后 (无其他力作用)可能做( ) • A．匀速圆周运动 B．匀速直线运动 • C．匀加速直线运动 D．平抛运动 • 【答案】AB • 【解析】若运动电荷垂直于磁场方向进入匀强磁场，则做 匀速圆周运动；若运动方向和匀强磁场方向平行，则做匀 速直线运动，故选项A、B正确．由于洛伦兹力不做功，故 电荷动能和速度不变，选项C错误．由于洛伦兹力是变力， 故选项D错误．
甲
乙
3．[带电粒子在组合场及复合场中的运动]一带电粒子以初速度 v0 沿垂直于电场 线和磁感线的方向，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和匀 强磁场，如图甲所示．电场和磁场对粒子做功为 W以初速度 v0 穿过叠加场区，电场和 磁场对粒子做功为 W2，粒子穿出场区时的速度为 v2.比较 W1 和 W2，v1 和 v2 的大小
• 2．带电粒子在复合场中的运动分类 • (1)静止或匀速直线运动 为零 • 当带电粒子在复合场中所受合外力________ 时，将处于静 止状态或做匀速直线运动． • (2)匀速圆周运动 重力 电场力 • 当带电粒子所受的________与________大小相等、方向相 洛伦兹力 反时，带电粒子在__________ 的作用下，在垂直于匀强磁 场的平面内做匀速圆周运动．
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最新-2018届高三物理一轮复习 3-1-8-1：磁场及磁场对电流的作用课件 精品
由牛顿第三定律可知磁铁受到的磁场力斜向左上方，
电流对磁铁的磁场力的竖直分量使条形磁铁对台秤压
力减小，故知：F1>F2，电流对磁铁的磁场力的水平 分量使磁铁左移，故弹簧长度将变短，B、C正确．
答案：BC
【例3】 如图8－1－13所示，两平行金属导轨间的距 离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝ 0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属 导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的 直流电源．
2．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )
A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电
流元的情况有关
B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电
流元所受磁场力方向一致
C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用
解析：磁感应强度是磁场本身属性，在磁场中某处
为一恒量，其大小可由B＝
计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A
不 同 点
相交
不能相交(电场中无电荷空间不 起始于正电荷，终止于
相交)S，内部S→S，内部S→N
负电荷
没有画出磁感线或电场线的地方并不表示那里没有磁场或电场存在．
1．有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和 内部，如图8－1－5所示．其中小磁针的指向正确的是( )
A．a B．b C．c D．D 解析：由右手螺旋定则，可知螺线管内部的磁场方向向左，
解析：先根据安培定则确定每根通电导线在O点所产
生的磁感应强度的方向，再根据矢量合成法则求出结
果．根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度
B1、B3方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与
2018高中物理人教版选修3-1：3.6带电粒子在匀强磁场中的运动 课件(16张)
2m qB
时间： t
T
360Βιβλιοθήκη 0T二、粒子在磁场中运动的解题思路 找 圆 心 画轨迹 求半径 求时间
三、粒子在有界磁场中运动
1、如何确定圆心
A
B
30°
v
方法一：两速度垂线的交 点即圆心。
O
三、粒子在有界磁场中运动 1、如何确定圆心
A
B
方法一：两速度垂线的交 点即圆心。 方法二：一速度垂线与弦 的垂直平分线的交点。
O
d
A
B
30°
2、如何确定半径
由几何关系得 r=d/sin 30o =2d
方法： 用几何关系求解
猜想： 匀速圆周运动
二、匀速圆周运动的半径、速率和周期
由牛顿第二定律得
qvB m v
2
r
mv qB
得：r
由：
T
2r v
2m qB
得：T
周期T与速度无关.
例1、一带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中做 匀速圆周运动，如它又顺利进入另一磁感强度为 2B的匀强磁场中仍做匀速圆周运动，则 A、粒子的速率加倍，周期减半 B、粒子的速率不变，轨道半径减半 C、粒子的速率减半，轨道半径变为原来的 1/4 D、粒子速率不变，周期减半
解：由动能定理得
qU 1 2 mv
2
得： v
2 Uq m
牛顿第二定律得
B R 质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具
qvB m
v
2
R
1
2mU q
小结：
一、匀速圆周运动的半径、速率和周期
qvB 洛伦兹力提供向心力： mv r
2
半径： r
2018-2019学年高中物理 第三章 磁场 6 带电粒子在匀强磁场中的运动优质课件 新人教版选修3
[特别提醒] 带电粒子(不计重力)以一定的速度 v 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场时的 运动轨迹： (1)当 v∥B 时，带电粒子将做匀速直线运动． (2)当 v⊥B 时，带电粒子将做匀速圆周运动． (3)当带电粒子斜射入磁场时，带电粒子将沿螺旋线运动．
[例 1] 如图所示，一束电荷量为 e 的电子以垂直于 磁场方向(磁感应强度为 B)并垂直于磁场边界的速 度 v 射入宽度为 d 的磁场中，穿出磁场时速度方向 和原来射入方向的夹角为 θ＝60°.求电子的质量和穿 越磁场的时间．
1．(2017·高考全国卷Ⅱ)如图，虚线所示的圆形区域内
存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点，
大量相同的带电粒子以相同的速率经过 P 点，在纸面内
沿不同的方向射入磁场．若粒子射入的速度为 v1，这些 粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为 v2， 相应的出射点分布在三分之一圆周上．不计重力及带电粒子之间的相互
2．回旋加速器 (1)构造图 (2)工作原理 ①电场的特点及作用 特点：两个 D 形盒之间的窄缝区域存在周期性变化 的电场． 作用：带电粒子经过该区域时被 加速 ．
②磁场的特点及作用 特点：D 形盒处于与盒面垂直的匀强 磁场中． 作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做 匀速圆周运动，从而改变运动方向， 半个周期后再次进入电场．
2．(2016·高考全国卷Ⅲ)平面 OM 和平面 ON 之间的夹角为 30°，其横截 面(纸面)如图所示，平面 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 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平面交线 O 的距离为( )
人教版选择性必修第二册 第一章 第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动 课件(44张)
第 3 节 带电粒子在匀强磁场中的运动
1．理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件。 2. 会推导圆周运动的半径公式和周期公式。 3. 掌握利用半径公式和周期公式解决问题的方法。 4．了解洛伦兹力演示仪的结构和使用。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．填一填 (1)由于带电粒子初速度的方向和洛伦兹力的方向都在与磁场方向 垂直 的平
即过轨迹上两点作速度的垂线可找到圆心 O 点，如图所示。 由几何关系可知，弧 AC 所对的圆心角 θ＝30°，OC 为半径， 则 r＝sind30°＝2d
由 eBv＝mvr2，代入 r＝2d 可得 m＝2dvBe 因为弧 AC 所对的圆心角是 30°，故电子穿过磁场的时间为 t＝112T＝ 112·2eπBm＝6πemB＝π3vd。
周期公式 T＝2qπBm可判断 D 选项正确。 答案：D
圆周运动的圆心、半径、运动时间的确定
[学透用活] 1．圆心的确定 带电粒子进入一个有界磁场后的轨道是一段圆弧，其圆心一定在与速度 方向垂直的直线上。通常有两种确定方法。 (1)已知入射方向和出射方向时，可以通过入射点和出射点作垂直于入射 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(如图甲所示， 图中 P 为入射点，M 为出射点，O 为轨道圆心)。
解析：带电粒子在电场中受到的静电力 F＝qE，只与电场有关，与粒子的运 动状态无关，做功的正负由 θ 角(力与位移方向的夹角)决定。对选项 A，只有 粒子带正电时才成立，A 错误；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性 质如何，静电力都会做正功，动能一定增加，B 错误；带电粒子在磁场中的 受力——洛伦兹力 f 洛＝qvBsin θ，其大小除与运动状态有关，还与 θ 角(磁场 方向与速度方向之间的夹角)有关，带电粒子沿磁感线方向射入，不受洛伦兹 力作用，粒子做匀速直线运动，粒子动能不变，C 错误；由于洛伦兹力方向 始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功，粒子动能不变， 选项 D 正确。 答案：D
1．理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件。 2. 会推导圆周运动的半径公式和周期公式。 3. 掌握利用半径公式和周期公式解决问题的方法。 4．了解洛伦兹力演示仪的结构和使用。
一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．填一填 (1)由于带电粒子初速度的方向和洛伦兹力的方向都在与磁场方向 垂直 的平
即过轨迹上两点作速度的垂线可找到圆心 O 点，如图所示。 由几何关系可知，弧 AC 所对的圆心角 θ＝30°，OC 为半径， 则 r＝sind30°＝2d
由 eBv＝mvr2，代入 r＝2d 可得 m＝2dvBe 因为弧 AC 所对的圆心角是 30°，故电子穿过磁场的时间为 t＝112T＝ 112·2eπBm＝6πemB＝π3vd。
周期公式 T＝2qπBm可判断 D 选项正确。 答案：D
圆周运动的圆心、半径、运动时间的确定
[学透用活] 1．圆心的确定 带电粒子进入一个有界磁场后的轨道是一段圆弧，其圆心一定在与速度 方向垂直的直线上。通常有两种确定方法。 (1)已知入射方向和出射方向时，可以通过入射点和出射点作垂直于入射 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(如图甲所示， 图中 P 为入射点，M 为出射点，O 为轨道圆心)。
解析：带电粒子在电场中受到的静电力 F＝qE，只与电场有关，与粒子的运 动状态无关，做功的正负由 θ 角(力与位移方向的夹角)决定。对选项 A，只有 粒子带正电时才成立，A 错误；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性 质如何，静电力都会做正功，动能一定增加，B 错误；带电粒子在磁场中的 受力——洛伦兹力 f 洛＝qvBsin θ，其大小除与运动状态有关，还与 θ 角(磁场 方向与速度方向之间的夹角)有关，带电粒子沿磁感线方向射入，不受洛伦兹 力作用，粒子做匀速直线运动，粒子动能不变，C 错误；由于洛伦兹力方向 始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功，粒子动能不变， 选项 D 正确。 答案：D
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题9+磁场(全国通用)
2.回旋加速器 (1)基本构造：回旋加速器的核心部分是放置在磁场中的两个D形 的金属扁盒 (如图所示)，其基本组成为：
①粒子源 ②两个D形金属盒 ③匀强磁场 ④高频电源 ⑤粒子引出装置
(2)工作原理
①电场加速 qU＝ΔEk； ②磁场约束偏转 qBv＝mvr2，v＝qmBr∝r；
③加速条件：高频电源的周期与带电粒子在 D 形盒中运动的周 2πm
知识点一 磁场及其描述 1.磁场 (1)基本特性：对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有_磁__场__力__的 作用. (2)方向：磁场中任一点小磁针_北__极__(N__极__)的受力方向为该处的磁场 方向.
2.磁感应强度
B＝IFL
强弱
方向
北极(N极)
3.磁感应强度与电场强度的比较
磁感应强度 B 电场强度 E
要点一 通电导线在安培力作用下的运动的判断方法 [突破指南]
电流元法
把整段导线分为直线电流元，先用左手定则判 断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线 所受合力的方向，从而确定导线运动方向.
等效法
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等 效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也 成立.
特殊 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然 位置法 后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向.
A.FN1＜FN2，弹簧的伸长量减小 B.FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小 C.FN1＞FN2，弹簧的伸长量增大 D.FN1＞FN2，弹簧的伸长量减小
解析 采用“转换研究对象法”：由于条形磁铁的磁感线是从N 极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，此处磁 感应强度方向斜向左下方，如图，导线A中的电流垂直纸面向外， 由左手定则可判断导线A必受 斜向右下方的安培力，由牛顿 第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对 斜面的压力减小，FN1＞FN2.同时，由于导线A比较靠近N极，安 培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以电流对磁铁的作用力有 沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大， 所以正确选项为C.
新：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》PPT课件(新人教版 选修3-1)
几个重要结论：
１.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：
A、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋
B、电场和磁场同时用来加速带电粒子
C、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大 动能由加速电压决定 D、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大 动能由磁感应强度B决定和加速电压决定
(A)
判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦 兹力的大小和方向：
× × ×B× ×
-
v
× × × × ×
B
× × × × × v + × × × × × × × × × ×
一.带电粒子在匀强磁场中的运动
1、
v B
× × ×B× × × × × × × × × × × × 匀速直线运动。 v + × × × × × × × × × ×
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势 面A’的电势（填：高于、低于或等于）。
下侧
(2)电子所受的洛仑兹力的大小为
。
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为 U时，电子所受静电 力的大小为 。 (4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为 k=1/ne其中n代表导体板单位体积中电子的个数．
导学P98页第21题
①圆周上任意两点连线的中垂线过圆心②圆周上两条切线 夹角的平分线过圆心③过切点作切线的垂线过圆心
为什么带电粒子经回旋加速器加速后的 最终能量与加速电压无关？
解析：加速电压越高，带电粒子每次加速的 动能增量越大，回旋半径也增加越多，导致带电 粒子在D形盒中的回旋次数越少；反之，加速电 压越低，粒子在D形盒中回旋的次数越多，可见 加速电压的高低只影响带电粒子加速的总次数， 幵不影响引出时的速度和相应的动能，由
北京市2018届高三物理一轮复习 14.1 磁场及其描述课件
深化拓展
1、对磁感线和磁感应强度的理解 ④磁感应强度B与电场强度E的比较：
磁感应强度B 物理意义 描述磁场的力的性质的物理量
定义式 B＝F/IL，通电导线与B垂直
大小决定 由磁场决定，与试探电流无关
方向
矢量 磁感线切线方向，小磁针N极 受力方向
场的叠加
合磁感应强度等于各磁场的磁 感应强度的矢量和
单位 1 T＝1 N(A·m)
作用，洛伦兹力
7、质谱仪，回旋加速 Ⅰ
器
1、安培力的计 1、注重以受力分析为基础，
算限于直导线 根据平衡条件分析通电导线
与B平等或垂直 的受力和运动情况；
的两种情况 2、注重应用牛顿第二定律
2、能够综合运 结合圆周运动的知识分析带
用所学知识， 电粒子在磁场中的运动；
综合分析带电 3、注重实际应用，如质谱
深化拓展
1、对磁感线和磁感应强度的理解 （1）对磁感线的理解 ②磁感线和电场线的比较
不同点
相似 点
引入目的
疏密 切线方向
相交
磁感线
电场线
闭合曲线
起始于正电荷，终止于负 电荷
形象描述场而引入的假想线，实际不 存在
场的强弱
场的方向
不能相交(电场中无电荷空间不相交)
深化拓展
1、对磁感线和磁感应强度的理解 （1）对磁感线的理解 ③磁感线的疏密能形象地表示磁场的强弱，但应注意： A．只有在同一个图中才能根据磁感线的疏密判定各处磁场的 强弱，在不同的两个图中，不能根据磁感线的疏密判定没有联 系的两个图中磁场的强弱． B．没有画出磁感线的地方并不表示那里没有磁场存在．
IL
③方向：小磁针静止时N极的指向． ④单位：特斯拉（__T__）． ⑤它是矢量，既有大小也有方向，合成时要利用_平__行__四__边__形_ 法则。
2018年高考物理一轮(课标通用)复习课件)-专题10 磁场(共178张PPT)
考点27
考点28
考点29
考点30
试做真题
高手必备
萃取高招
对点精练
5.(2014· 课标全国Ⅰ,15,6分)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下 列说法正确的是( ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 【答案】 B 根据左手定则可知,安培力的方向既与磁场方向垂直,又与电 流(或直导线)1 方向垂直,A项错误,B项正确;由安培力的大小F=BIlsin θ可 2 知,C项错误;将直导线从中点折成直角 ,有效长度不一定为原来的 ,D项错 误。
A.0 B.
3
B0
C.
3
B0
D.2B0
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考点30
试做真题
高手必备
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对点精练
【答案】 C 设导线P和Q在a点处产生磁场的磁感应强度B1、B2的大小为B, 如图甲所示,两磁感应强度的夹角为60°,可知合磁感应强度大小为 B,方 3 3 向水平向右,所以匀强磁场的磁感应强度B0= B,方向水平向左;P中的 电流反向后,导线P和Q在a点处产生磁场的磁感应强度B1'、B2'如图乙所示, 各自大小仍为B,夹角为120°,则其合磁感应强度大小仍为B,方向竖直向上, 2 3 与原匀强磁场B0合成后,总的磁感应强度大小为 B总= B0,C正确。 3
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3.(2017· 课标全国Ⅲ,18,6分)
如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固 定放置,两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电 流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的 电流反向、其他条件不变,则 ( ) 3a点处磁感应强度的大小为 2 3
人教版物理选修第三章带电粒子在匀强磁场中运动课件(ppt)
回旋加速器就是根据这一特点设计的
例1．一个带负电粒子（质量为m，带电量为q），以速率v在磁感
应强度为B的匀强磁场中做逆时针圆周运动（沿着纸面），则该匀
强磁场的方向为垂直于纸面向里还是向外？粒子运转所形成的环
形电流的大小为多大？
匀强磁场的方向为垂直于纸面向外
. . - . . v
m，q I=q/t I=q/T
匀强磁场中带电粒子运动轨迹的半径与哪些因 素有关？
思路: 带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提
供向心力。
v2 qvB m
r
r mv qB
可见r与速度V、磁感应强度B、粒子的比荷有关
例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 C
4.穿透磁场的时间如何求？
d
v
B
30°
fv
qvB=mv2/r r=mv/qB
θ =30°r
r=d/sin 30o =2d
O
m=qBr/v=2qdB/v
t/T= 30o /360o t=（ 30o /360o）T= T/12
T=2 πm/qB t=T/12= πm/6qB
小结： 1、两洛伦兹力的交点即圆心 2、偏转角：初末速度的夹角。 3、偏转角=圆心角
(C)E1＝E2，r1＞r2； (D)E1＜E2，r1＜r2. 返回
带电粒子在无界匀强磁场中的运动
在
V//B F洛=0
只
匀速直线运动
有 洛
R mV
仑 兹 力
V⊥B
F洛=Bqv 匀速圆周运动
高考物理一轮复习 第9章 磁场 第3节 带电粒子在复合场中的运动教案-人教版高三全册物理教案
第3节 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在组合场中的运动 [讲典例示法]带电粒子在电场和磁场的组合场中运动，实际上是将粒子在电场中的加速与偏转，跟在磁场中偏转两种运动有效组合在一起，有效区别电偏转和磁偏转，寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键。
当带电粒子连续通过几个不同的场区时，粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化，其运动过程则由几种不同的运动阶段组成。
[典例示法] (2018·全国卷Ⅱ)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy 平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y 轴垂直，宽度为l ，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于xOy 平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l ′，电场强度的大小均为E ，方向均沿x 轴正方向；M 、N 为条状区域边界上的两点，它们的连线与y 轴平行。
一带正电的粒子以某一速度从M 点沿y 轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M 点入射的速度从N 点沿y 轴正方向射出。
不计重力。
(1)定性画出该粒子在电、磁场中运动的轨迹； (2)求该粒子从M 点入射时速度的大小；(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x 轴正方向的夹角为π6，求该粒子的比荷及其从M 点运动到N 点的时间。
[解析] (1)粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧，上下对称，如图(a)所示。
图(a)(2)设粒子从M 点射入时速度的大小为v 0，进入磁场的速度大小为v ，方向与电场方向的夹角为θ，如图(b )，速度v 沿电场方向的分量为v 1。
图(b)根据牛顿第二定律有qE ＝ma ① 由运动学公式有l ′＝v 0t ② v 1＝at ③ v 1＝v cos θ④设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为R ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得qvB ＝mv 2R⑤ 由几何关系得l ＝2R cos θ ⑥ 联立①②③④⑤⑥式得v 0＝2El ′Bl。
⑦(3)由运动学公式和题给数据得 v 1＝v 0cot π6⑧联立①②③⑦⑧式得q m ＝43El ′B 2l2⑨设粒子由M 点运动到N 点所用的时间为t ′，则t ′＝2t ＋2⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－π62πT ⑩式中T 是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期， T ＝2πmqB⑪由③⑦⑨⑩⑪式得t ′＝Bl E ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1＋3πl 18l ′。