2017-2018学年人教版选修3-1 第三章 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动 学案
2017-2018学年人教版选修3-1   第三章 第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动  学案第3页

3.定时间

粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间为t=T(或t=T).

4.圆心角与偏向角、圆周角的关系

两个重要结论:(1)带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角φ叫做偏向角,偏向角等于圆弧对应的圆心角α,即α=φ,如图3所示.

图3

(2)圆弧所对应圆心角α等于弦与切线的夹角(弦切角)θ的2倍,即α=2θ,如图所示.

例2  如图4所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场.一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域,当速度大小为vb时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为tb,当速度大小为vc时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为tc,不计粒子重力.则(  )

图4

A.vb∶vc=1∶2,tb∶tc=2∶1

B.vb∶vc=2∶2,tb∶tc=1∶2

C.vb∶vc=2∶1,tb∶tc=2∶1

D.vb∶vc=1∶2,tb∶tc=1∶2

解析 带正电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,运动轨迹如图所示,由几何关系得,rc=2rb,θb=120°,θc=60°,由qvB=m得,v=,则vb∶vc=rb∶rc=1∶2, 又由T=,t=T和θb=2θc得tb∶tc=2∶1,故选项A正确,B、C、D错误.