第2讲-磁场对运动电荷的作用.ppt

(2)在图中过O2向AO1作垂线，联立轨迹对称关系侧移总距离d＝2rsin 2θ＝2 m. 答案　(1)4.19×10－6 s　(2)2 m  10. “带电粒子的磁偏转”模型(有界磁场中的临界问题) (1)模型概述 带电粒子在有界磁场中的偏转问题一直是高考的热点，此类模型较为复杂，常见的磁场边界有单直线边界、双直线边界、矩形边界和圆形边界等．因为是有界磁场，则带电粒子运动的完整圆周往往会被破坏，可能存在最大、最小面积、最长、最短时间等问题． (2)模型分类 Ⅰ.单直线边界型： 当粒子源在磁场中，且可以向纸面内各个方向以相同速率发射同种带电粒子时以图8－2－11(甲)中带负电粒子的运动为例． 规律要点： 图8－2－11 Ⅱ.双直线边界型 当粒子源在一条边界上向纸面内各个方向以相同速率发射同一种粒子时，以图8－2－11(乙)中带负电粒子的运动为例． 规律要点： ①最值相切：粒子能从另一边界射出的上、下最远点对应的轨道分别与两直线相切．如图8－2－11(乙)所示． ②对称性：过粒子源S的垂线为ab的中垂线． 在如图(乙)中，a、b之间有带电粒子射出， 最值相切规律可推广到矩形区域磁场中． Ⅲ.圆形边界 (1)圆形磁场区域规律要点： ①相交于圆心：带电粒子沿指向圆心的方向进入磁场，则出磁场时速度矢量的反向延长线一定过圆心，即两速度矢量相交于圆心，如图8－2－12(甲)． ②直径最小：带电粒子从直径的一个端点射入磁场，则从该直径的另一端点射出时，磁场区域面积最小．如图8－2－12(乙)所示． (2)环状磁场区域规律要点： ①径向出入：带电粒子沿(逆)半径方向射入磁场，若能返回同一边界，则一定逆(沿)半径方向射出磁场． ②最值相切：当带电粒子的运动轨迹与圆相切时，粒子有最大速度vm而磁场有最小磁感应强度B.如图8－2－12(丙)． 图8－2－12 如8－2－13所示，两个同心圆，半径分别为r和2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.圆心O处有一放射源，放出粒子的质量为m，带电量为q，假设粒子速度方向都和纸面平行． 图8－2－13 【典例】 (1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角为60°，要想使该粒子经过磁场第一次通过A点，则初速度的大小是多少？ (2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？ 单击此处进入 高考快乐体验 单击此处进入 活页限时训练 考基自主落实 核心考点透析 物理建模指导 活页限时训练 高考快乐体验 第2讲　磁场对运动电荷的作用 1.洛伦兹力：磁场对_________的作用力叫洛伦兹力． 洛伦兹力、洛伦兹力的方向　Ⅰ (考纲要求) 洛伦兹力的公式 Ⅱ (考纲要求) 洛伦兹力的方向 (1)判定方法 左手定则：掌心——磁感线_____穿入掌心； 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的_______； 拇指——指向________的方向． 2． 运动电荷 垂直 反方向 洛伦兹力 (2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的____(注意：洛伦兹力不做功)． 洛伦兹力的大小 (1)v∥B时，洛伦兹力F＝_.(θ＝0°或180°) (2)v⊥B时，洛伦兹力 F＝___.(θ＝90°) (3)v＝0时，洛伦兹力F＝_. 3． 平面 0 0 qvB 若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做________运动． 若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_________运动． 带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ (考纲要求) 1. 2． 匀速直线 匀速圆周 质谱仪 (1)构造：如图8－2－1所示，由粒子源、________、________和照相底片等构成． (2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式 质谱仪和回旋加速器　Ⅰ(考纲要求) 图8－2－1 1. 粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB＝ . 由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷． r＝ ，m＝ ，＝ . 加速电场 偏转磁场 回旋加速器 (1)构造：如图8－2－2所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接_____电源．D形盒处于匀强磁场中． (2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期_____，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速． 图8－2－2 2． 子获得的最大动能由___________和D形盒_____决定，与加速电压_____