分层作业4 带电粒子在匀强磁场中的运动A组必备知识基础练题组一带电粒子在匀强磁场中运动的基本问题1.(辽宁沈阳东北育才学校高二校考)四个带电粒子的电荷量和质量分别为(+q,m)、(+q,2m)、(+3q,3m)、(-q,m),它们先后以相同的速度从坐标原点O沿x轴正方向射入一匀强磁场中,磁场方向垂直于xOy平面。
不计重力,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是( )2.(北京顺义高二期末)如图所示,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垂直进入匀强磁场区域,带电粒子仅受洛伦兹力的作用,运动的轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )A.M带负电,N带正电B.M的速率大于N的速率C.洛伦兹力对M、N都做正功D.M、N在磁场中运动的周期相等3.(四川成都高二期末)一带电粒子(不计重力)在匀强磁场中沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动,当它运动到某个位置时,磁场突然发生变,方向与原磁化(不考虑磁场变化产生电场),磁感应强度大小变为原来的12场方向相反,则磁场发生变化后粒子的运动轨迹为( )4.(湖南高二期末)如图所示,光滑绝缘水平桌面xOy的第一象限内存在匀强磁场B,方向垂直桌面向里。
从P点垂直Ox轴滚入一个带电小球甲,随后沿着轨迹b离开磁场,在磁场中经历的时间为t。
现在Q点放置一个不带电的同种小球乙,再次从P点垂直Ox轴滚入带电小球甲,二者发生碰撞后结合在一起,则( )A.二者将继续沿着轨迹b离开磁场,经历的时间同样为tB.二者将继续沿着轨迹b离开磁场,经历的时间大于tC.二者将沿着轨迹a离开磁场,经历的时间大于tD.二者将沿着轨迹c离开磁场,经历的时间小于t题组二带电粒子在有界匀强磁场中的运动5.(多选)如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ=30°角的方向以相同的速度v 射入磁场中,则关于正、负电子,下列说法正确的是( )A.在磁场中的运动时间相同B.在磁场中运动的轨道半径相同C.出边界时两者的速度相同D.出边界点到O点的距离相等6.(山西运城高二期末)如图所示,半径为R的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。
1.3带电粒子在匀强磁场中的运动一、教材分析物理课程标准：理解洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动的相关特点及其应用。
教材内容及体系安排：带电粒子的运动是电学中比较难的点，是将电磁学、力学知识融为一体的内容。
学生的物理模型建立较弱，本节是要帮学生建立相关的模型特点。
让学生能够清楚知道带电粒子的运动情况、以及相关的特点。
二、学情分析授课学生对象：高二年级的学生。
知识储备：理解洛伦兹力方向判断、大小的计算。
能力基础：知识的把握能力较弱，不会用相应的物理概率解决问题。
学习缺乏主动性。
思维方式：储备相应的基本技能知识，但是没有形成系统的规律和方法。
对问题处理能力较弱。
三、教学目标与核心素养物理观念∶能用洛伦兹力分析匀速圆周运动的相关特点。
科学思维∶学会掌握运动电荷在磁场中匀速圆周运动轨迹绘制方式，梳理求半径的方式方法。
科学探究：通过对射线在密室中的运动轨迹分析，提升学生基于经验事实建构物理建构模型的能力科学态度与责任∶分析解决问题的过程中，培养学生严谨、实事求是的科学态度，引导学生注重对生活中的相关应用。
培养学生科学发展，促进学生科学责任的形成。
四、教学重难点教学重点：运动电荷在磁场做圆周运动的半径、运动时间的解法。
教学难点：运动电荷在磁场中运动轨迹的绘制，利用方式方法对圆心的寻找。
五、教法学法教法：讲授法、实验探究法学法：自主探究法、讨论交流法、六、教学准备多媒体课件、圆规、直尺等实验器材七、教学过程1、温故知新、复习导入课堂一、洛伦兹力：运动电荷（正负电荷）在磁场中受到的力二、洛伦兹力的方向、大小三、洛伦兹力洛伦兹力的特点1.运动电荷在磁场中可能不受到洛伦兹力（v与B平行时）2.运动电荷的方向v与B组成的平面垂直F=qvB3.洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向，不改变运动电荷的速度大小4、洛伦兹力永不做功新课教学1：列举生活中常见的粒子带电的基本粒子:电子，质子，α粒子，正负离子带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃新课教学2：带电粒子在匀强磁场、电场中的运动探究1：带电粒子在匀强电场中的运动（平行时）带电粒子做匀加速直线运动探究1：带电粒子在匀强磁场中的运动（平行时）带电粒子做匀速直线运动探究2：带电粒子在偏转电场中做类平抛运动带电粒子在偏转电场中类平抛运动带电粒子在偏转磁场中的运动？新课教学3：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力的特点：洛伦兹力对带电粒子不做功，不改变带电粒子的速度大小，只改变速度的方向。
高二物理磁场试题答案及解析1.如图所示，环形导线中通有顺时针方向的电流I，则该环形导线中心处的磁场方向为A．水平向右B．水平向左C．垂直于纸面向里D．垂直于纸面向外【答案】C【解析】图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可得：大拇指指向电流方向，四指弯曲方向在内部向里，所以内部磁场应垂直于纸面向里．C正确，【考点】考查了右手螺旋定则点评：右手螺旋定则在应用过程中容易出现错误，要加强练习，增加熟练程度2.下列关于磁现象的叙述正确的是( )A．一切磁现象都起源于电荷的运动B．物质内部的分子电流是由原子内部电子运动产生的C．运动电荷与静止的电荷之间也有磁力作用D．磁场对静止的电荷没有磁力的作用【答案】ABD【解析】由安培的分子电流假说可知A对；物质内含有大量的自由电子，所以物质内部的分子电流是由原子内部电子运动产生的，B对；只有运动电荷才会受到洛伦兹力的作用，C错；D对；【考点】考查对分子电流假说的了解点评：本题难度较小，对分子电流假说要有所了解，知道磁场只对运动的电荷有力的作用3.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，并与磁针指向平行，如图６所示.此时小磁针的S 极向纸内偏转，则这束带电粒子可能是( )A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束C．向右飞行的负离子束D．向左飞行的负离子束【答案】AD【解析】小磁针静止时N极所指方向为改点的磁场方向，所以N极向外偏转，说明该点磁场方向垂直纸面向外，由右手螺旋定则可知电流方向水平向右，为向右飞行的正离子束或向左飞行的负离子束，AD正确【考点】考查磁场方向和右手螺旋定则的使用点评：本题难度较小，明确小磁针N极所指方向为该点磁场方向，能灵活应用右手螺旋定则判断问题4.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是A B C D【答案】C【解析】由安培定则可得出A中小磁针的N极指向纸面里，B中小磁针的N极指向纸面里，C中小磁针的N极指向读者，D中小磁针的N极指向右端，故选C5.如图是质谱仪的工作原理示意图。
