带电粒子在磁场中运动.doc

带电粒子在磁场中的运动
专题 带电粒子在磁场中运动
【备考策略】
根据近三年高考命题特点和命题规律，复****专题时，要注意以下几个方面：
通过复****整合磁场基本知识，弄清楚带电粒子在磁场中运动的基本规律，掌握带电粒子在有界磁场中运动问题的基本方法；区分有边界磁场中圆心、半径、临界条件、周期和时间等问题的解决方法，并注意几何关系的灵活应用
归纳总结复合场的基本知识，加强电场、磁场与力学知识的整合，分清带电粒子在不同复合场中的运动形式和遵循的运动规律，特别弄清楚粒子在分区域场中的分阶段运动，总结出复合场问题的解题思路、解题方法、解题步骤.
、 回旋加速器、速度加速器、电磁流量计等.
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重要考纲
要求
洛伦兹力公式
Ⅱ
带电粒子在匀强磁场中的运动
Ⅱ
带电粒子在匀强电场中的运动
Ⅱ
【网络互联】
第1讲 带电粒子在磁场中的运动
【核心要点突破】
知识链接
一、洛仑兹力
1、公式：F＝qvBsinα(α为v与B的夹角)
2、特点：洛伦兹力F的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即F总是垂直于B和v所在的平面．故永远不对运动电荷做功。
3、方向的判断：左手定则
二、带电粒子在匀强磁场中的运动公式
深化整合
电场力和洛伦兹力的比较
电场力
洛仑兹力
力存在条件
作用于电场中所有电荷
仅对运动着的且速度不跟磁场平行的电荷有洛仑兹力作用
力力大小
F=qE与电荷运动速度无关
F=Bqv与电荷的运动速度有关
力方向
力的方向与电场方向相同或相反，但总在同一直线上
力的方向始终和磁场方向垂直
力的效果
可改变电荷运动速度大小和方向
只改变电荷速度的方向,不改变速度的大小
做功
可以对电荷做功,改变电荷的动能
不对电荷做功、不改变电荷的动能
运动轨迹偏转
在匀强电场中偏转，轨迹为抛物线
在匀强磁场中偏转、轨迹为圆弧
【典例训练1】不计重力的带电粒子在电场或者磁场中只受电场力或磁场力作用，带电粒子所处的运动状态可能是（ ）




【解析】选B、，因而不能做匀速直线运动，，如电子绕原子核运动，库仑力提供向心力，C对；带电粒子在磁场中不一定受磁场力作用，如当运动方向与磁场方向平行时，，，洛伦兹力变化，加速度变化，D错，故选B、C.

【典例训练2】（2010·江苏物理卷·T9）如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直。a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS′垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为，且。三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S′，则下列说法中正确的有
A．三个质子从S运动到S′的时间相等
B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO′轴上
C．若撤去附加磁场，a到达SS′连线上的位置距S点最近
D．附加磁场方向与原磁场方向相同
【命题立意】本题以三个速度大小相同的质子在磁场中运动，考查带电粒子在磁场中的运动，题目设置较难。
【思路点拨】解答本题可按以下思路分析：
由洛仑兹力不做功，速度大小不变
根据三个质子运动轨迹
由质子运动半径，以质子b为例画出其运动轨迹
确定运动轨迹的圆心位置
判断三个质子的运动时间长短
【规范解答】
选CD。三个质子从S运动到过程，运动轨迹的长度从a、b、c依次增大，由于洛仑兹力对质子不做功，三个质子速度大小始终相等，运动时间不相等，A错误；三个质子在附加磁场以外区域及附加磁场区域运动时，以质子b为例画出其运动轨迹图两种情况（R>r和R<r）如图①②所示，由图可以看出质子b的运动轨迹的圆心不在轴上，所以B错误；用作图法可知，若撤去附加磁场，a到达连线上的位置距S点距离为，b到达连线上的位置距S点距离为，c到达连线上的位置距S点距离为，可知a到达SS′连线上的位置距S点最近，C正确；因b要增大曲率，才能使到达连线上的位置向S点靠近，所以附加磁场方向与原磁场方向相同，D正确。
B
R
＋ ＋ ＋ ＋ ＋
+
－ － － － ―
【例3】磁流体发电机原理图如右。等离子体高速从