课堂探究
探究一 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
·问题导引·
同一种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场,其运动轨迹如图所示,观察图片,请思考:
(1)带电粒子进入磁场的速度值有几个?这些速度的大小关系是怎样的?
(2)三束粒子从O点出发分别到达1、2、3点所用时间的关系如何?
提示:带电粒子进入磁场时分成三个不同的轨迹,所以速度应有三个值;轨迹半径越大的,对应的粒子的速度也大;粒子在磁场中都运动了半个周期,运动时间应相等.
·名师精讲·
1.做匀速圆周运动时的半径和周期
质量为m,电荷量为q,速率为v的带电粒子,在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即qvB=,可得半径公式r=.再由T=得,周期公式T=.
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】 质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为Rp和Rα,周期分别为Tp和Tα,下列选项正确的是( )
A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2
B.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶1
C.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶2
D.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶1