[新课程人教版选修3-1]2020年湖北省十堰市高二物理专题教案带电粒子在磁场中的运动

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

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、 c 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 v b a v 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 o 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 0 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 2 力可得qvB=mv/R，解得m=2eBd/v，由圆心角为30°，可得 00 t=(30/360)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。