2016.3.19带电粒子在电磁场中的运动汇编.ppt

一、知识结构 带电粒子在电磁场中的运 动 在电场中的运动 直线运动： 如用电场加速或减速粒子 偏转： 类平抛运动，一般分解成两个分运动 匀速圆 周运动： 以点电荷为圆心运动或受装置约束 在磁场中的运动 直线运动： 带电粒子的速度与磁场平行时 匀速圆 周运动： 带电粒子的速度与磁场垂直时 在复合场中的运 动 直线运动： 垂直运动方向的力必定平衡 匀速圆 周运动： 重力与电场力一定平衡， 由洛伦兹力提供向心力 一般的曲线运动： 二、知识 方法 应用 运动电荷的受力情况 仅在电场力作用下 仅在磁场力作用下 在复合场力作用下 电荷的曲线运动情况 类平抛运动 圆周运动 多过程运动 运用的知识和方法 三种场力的知识 运动学公式 运动的合成与分解 三大力学规律 圆的几何知识 边界条件的寻找和隐含条件的挖掘 实际应用 示波器 回旋加速器 质谱仪 显像管 问题1：质量为m，电量为q的带正电粒子以v0的速度射入垂直磁感强度为B的匀强磁场中， 若不计粒子的重力，问带电粒子将作什么运动？为什么？　 带电粒子运动的半径和周期是多少？ 在题组(变式)练后中提取与训练“程序性知识” 案例：带电粒子在磁场中运动 问题2：速度为零、质量为m 、电量为q的正离子经过电压U加速，进入磁感应强度为B的匀强磁场，到达记录它的照相底片上的P点。若测得P点到入口处S1的距离为x，试求离子的质量。 S1 问题4：若此带电粒子的质量m=1.7×10-27kg，电荷量q=1.6×10-19C，以速度v=3.2×106m/s，沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁感应强度B=0.17T，磁场的宽度L=10cm，求: (1) 偏转角θ。 (2) 出磁场时偏离入射 方向的距离d。 问题5：在半径为R的圆内有的匀强磁场，一个电子从A点沿AO方向垂直射入磁场。离开磁场时电子获得60o的偏角，试求电子的速度和在磁场中运动的时间。 问题6：电子以某一速度进入两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向如图，磁场区域右侧有一个荧光屏。 若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在图上定性地画出电子运动的轨迹。 思考:电子打到荧光屏上的位置坐标x和电子的速度的函数关系。 问题7：在一个圆形区域内，方向相反的匀强磁场分布在半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A2A4与A1A3的夹角为60°,一电子从A1处沿与A1A3成30°的方向射入磁场，并以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后从A4处射出磁场，求区域Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度之比。 小结： 知识:半径与周期公式 方法:过程分析,圆心、轨迹确定,半径求解的具体办法。 策略:多粒子与单粒子的转化,多过程与单过程的综合，单个速度与多速度的转化。 题组(变式)教学的好处:起点低,效率高,构建知识组团,传授程序性知识. 难点:教师要有组题的能力,要有明确的想讲给学生听的方法与策略 思考：学生听了这节课是否就掌握了程序性知识？ 2005理综A第20题 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 答案 : A 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. C. D. B. v ……以速率 v 沿纸面各个方向由小孔O射入磁场 B v B v B v 2002年理综第27题（20分） 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，进入一个圆形匀强磁场区，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？ U O M θ ＋ － P 电子束 O1 θ 例题1、07高考理综北京卷 （16分）两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间电压为U，板间电场可以认为是均匀的。一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响。求： ⑴极板间的电场强度E； ⑵α粒子在极板间运动的加速度a； ⑶α粒子的初速度v0 解： 按题意画出示意图如图示： （1）极间场强 （2）α粒子在极板间运动的加速度 （3）由 得： 例题2、07年1月海淀区期末 （8分）如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方