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2013届高三新课标物理一轮原创精品学案 专题25 带电粒子在匀强磁场中的运动
教学目标:1..(一)无边界磁场:粒子轨迹为完整的圆。
(二)单边界磁场:轨迹为部分圆弧。
☆考点点拨
关键提示:连接入射点和出射点(或轨迹上任两点)得到弦,做速度方向的垂线(亦即洛伦兹力方向)和弦的中垂线,交点即为圆心。几何关系:(弦长),(如图所示)
【例1】如图,在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域。不计重力,不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中R=mv/Bq。哪个图是正确的?
A B
C D
方法提炼:涉及大量粒子的运动问题时,可转化为一个粒子以各个速度方向射入磁场,画出几个特殊速度方向时粒子运动的情况,依此类推,即可找出粒子可能的运动区域。
[拓展]粒子运动轨迹的圆心如何运动?
以入射点为圆心、以粒子运动半径为半径的圆弧。
(四)矩形界磁场
【例3】如图所示, 一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场。现从矩形区域ad边的中点O处垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角为30°,大小为v0的带电粒子。已知粒子质量为m,电量为+q,ad边长为L,重力影响忽略不计。
(1)试求粒子能从ab边上射出磁场的v0的大小范围?
(2)问粒子在磁场中运动的最长时间是多少?在这种情况下,粒子从磁场区域的某条边射出,试求射出点在这条边上的范围。
注意:粒子在矩形界磁场中的运动多伴有临界问题与极值问题
第二课时
(五)圆形界磁场
☆考点点拨
关键提示:画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)。偏角可由求出。经历时间由得出(如图)。
注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。
☆考点精炼
针对练习3电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后,进入一圆形匀强磁场区域,如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为O,半径为r。当不加磁场时,电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P点,需要加一匀强磁场,使电子束偏转一已知角度,此时磁场的磁感应强度B应为多少?
第三课时
三、考点落实训练
考点落实训练参考答案
1.解析:(1),,r, ,
如图所示,离了回到屏S上的位置A与O点的距离为:
AO=2r
所以
(2)P时,
因为,所以
3.解:轨迹如图,由射入、射出点的半径可找到圆心O/,并得出半径为;射出点坐标为(0,)。
教育资源
教育资源
O/
a
v
v
B
o
x
y
O
O/
v
R
r v
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