必威体育精装版高中物理高考《磁场专题复习：有关带电粒子在磁场中运动轨迹的》多媒体教学教程方案.ppt

粒子在磁场中做匀速圆周运动的两个基本公式 * * * 磁场专题复习 有关带电粒子在磁场中运动轨迹的 分 析 1）圆周运动的半径 2）圆周运动的周期 一、圆心的确定 方法1 如图1所示，图中P为带电粒子（m，—q）入射点，M为出射点，已知入射方向和出射方向时，如何确定圆心O？ 结论 始末速度方向的垂线的交点。 O 方法2 如图2所示，图中P为带电粒子（m，+q）入射点，M为出射点，已知入射方向和出射点的位置时，如何确定圆心O？ 结论 初速度方向的垂线与始末位置连线的中垂线的交点。 O θ θ 一、几何关系 O α α θ ＝ 2α 2、运动时间的确定 R R 1、明确：几何圆中的几个角度关系：弦切角、圆心角与偏转角之间的关系。 带电粒子在磁场中的圆周运动基本类型 1 进入半无边界磁场 2 进入矩形边界磁场 1 进入圆形边界磁场 一.带电粒子在半无界磁场中的运动 (1)垂直进入 O B S (2)有角度进入 ν ν O1 ν θ α α α O1 θ B θ υ 02 α ν θ 【例题1】 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v 射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？ M N B O v ◆带电粒子在半无界磁场中的运动 S=2R=2mv/Be T=4 m/3Be 2m（π-θ）/qB 二、带电粒子在矩形磁场中的偏转 ⑴穿过矩形磁场区。要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。 由sinθ=L/R求出。 由 R2=L2 + (R-y)2 解出。 由 得出。 比较学习： 这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论一样吗？ 思考：o1为线段EF的中点吗？ 你的结论是什么？你能证明吗？课后试一试！ B v L R y O θ E O1 F 偏转角θ: 侧移量y: 经历时间t: 【例题2】如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求： (1)电子的质量 m (2)电子在磁场中的运动时间t d B e θ v ◆带电粒子在矩形磁场区域中的运动 v θ 变化1：在上题中若电子的电量e，质量m，磁感应强度B及宽度d已知，若要求电子不从右边界穿出，则初速度V0有什么要求？ B e v0 d B V=dBe/m 变化2：若初速度向下与边界成 α = 60 0，则初速度有什么要求？ V=2dBe/m 变化3：若初速度向上与边界成 α = 60 0，则初速度有什么要求？ V=2dBe/3m B v0 q m L L 【练习1】 已知：q、m、 v0、 d、L、B 求：要求粒子最终飞出磁场区域，对粒子的入射速度v0有何要求？ V5qBL/4m VqBL/4m r R V O/ O ? ◆带电粒子在圆形磁场区域中的运动 【例题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，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为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，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？ 带电粒子在磁场中运动的多解问题 练习2：如图所示，第一象限范围内有垂直于xoy平面 的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m，电量大小为q的 带电粒子在xoy平面里经原点O射入磁场中，初速度v0与 x轴夹角θ=60°，试分析计算： （1）带电粒子从何处离开磁场？穿越磁场时运动方向 发生的偏转角多大？ （2）带电粒子在磁场中运动时间多长？ α β 若电荷带正电： 若电荷带负电： 偏转角120° 偏转角60° 练习3. 如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面向里，磁感强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求： (1)该粒子射出磁场的位置 (2)该粒子在磁场中运动的 时间.(粒子所受重力不计) 典型例题 分析与解 关键： 画轨迹图找几何关系 ν ν θ α α α O1 θ