2014高三一轮复习-8-2-磁场对运动电荷的作用.ppt

【思维驱动】　　　　　　　　　　　　　　　 (2013·黄山检测)下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是 (　　)． 解析　根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向应向下，故A错、B对．C、D中都是v∥B，F＝0，故C、D都错． 答案　B 带电粒子在匀强磁场中的运动 Ⅱ (考纲要求) 答案　 借题发挥 1．三步解决带电粒子在有界磁场中的运动问题 (1)定圆心，画轨迹 (2)找几何关系，确定物理量 (3)画动态圆，定临界状态． 2．解决带电粒子在磁场中的临界问题的关键 解决此类问题，关键在于 (1)运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态． (2)根据粒子的速度方向找出半径方向，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹、定好圆心，建立几何关系． (3)巧记 带电粒子在不同边界磁场中运动的几种常见情况： ①直线边界：进出磁场具有对称性，如图8-2-9所示． ②平行边界：存在临界条件，如图8-2-10所示． ③圆形边界：沿径向射入必沿径向射出，如图8-2-11所示． 以题说法 1．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法 6．如图8-2-20所示，在真空区域内，有宽 度为L的匀强磁场，磁感应强度为B， 磁场方向垂直纸面向里，MN、PQ为磁 场的边界．质量为m、带电荷量为－q的 粒子，先后两次沿着与MN夹角为θ(0° θ90°)的方向垂直于磁感线射入匀 强磁场中，第一次粒子是经电压U1加速 后射入磁场的，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场；第二次粒子是经电压U2加速后射入磁场的，粒子刚好能垂直于PQ射出磁场．(不计粒子重力，粒子加速前的速度认为是零，U1、U2未知) (1)加速电压U1、U2的比值U1/U2为多少？ (2)为使粒子经电压U2加速射入磁场后沿直线射出PQ边界，可在磁场区域加一个匀强电场，求该电场的场强． 【思维驱动】 如图8-2-1所示，一个质量为 m、电荷量为e的粒子从容器 A下方的小孔S，无初速度地 飘入电势差为U的加速电场， 然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M上．下列说法正确的是 (　　)． 【知识存盘】 1．质谱仪 (1)构造：如图8-2-2所示，由粒子源、 、 和照相底片等构成． 【变式跟踪1】 如图8-2-5所示，ABC为竖 直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为 倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨 道，并且圆形轨道处在匀强磁场中， 磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则 (　　)． A．经过最高点时，三个小球的速度相等 B．经过最高点时，甲球的速度最小 C．甲球的释放位置比乙球的高 D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变 【变式跟踪2】 如图8-2-7(a)所示， 在以直角坐标系 xOy的坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内， 存在磁感应强度 大小为B、方向 垂直xOy所在平面向里的匀强磁场．一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度v0沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴正半轴的交点C处，沿y轴正方向射出磁场，不计带电粒子所受重力． 2．带电粒子在有界磁场中的常用几何关系 (1)四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点． (2)三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的2倍． 备课札记 考点三　有界磁场中的临界问题 【典例3】 如图8-2-8所示，在 0≤x≤a、0≤y≤ 范围内垂 直于xOy平面向外的匀强磁 场，磁感应强度大小为B. 坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xOy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内．已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一．求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的 (1)速度的大小． (2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦． 教你审题 【变式跟踪3】 如图8-2-12所示，M、N为两块带 等量异种电荷的平行金属板，两 板间电压可取从零到某一最大值 之间的各种数值．静止的带电粒 子带电荷量为＋q，质量为m(不 计重力)，从点P经电场加速后， 从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场 区域，磁感应强度大小为B，方向垂