[理化生]高中物理电磁感应选修3-1第8章第2讲磁场对运动电荷的作用.ppt

三、带电粒子在磁场运动的临界与极值问题 解决此类问题的关键是：找准临界点． 找临界点的方法是： 以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，借助半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，找出临界点，然后利用数学方法求解极值，常用结论如下： (1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切． (2)当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长． 考点探究讲练互动 例1 【答案】　A 【规律总结】　对粒子运动径迹进行分析时，应注意下列三点： (1)粒子偏转方向由洛伦兹力方向决定，与磁场方向、粒子的速度方向及带电正、负有关． (2)粒子运动半径与速度大小、磁感应强度大小和比荷有关. (3)粒子运动周期与速度大小无关，只与磁感应强度大小和比荷有关． 考点2　带电粒子在直线边界磁场中的运动 如图所示，在一底边长为2a，θ＝30°的等腰三角形区域内(D在底边中点)，有垂直纸面向外的匀强磁场．现有一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从D点垂直于EF进入磁场，不计重力与空气阻力的影响． (1)若粒子恰好垂直于EC边射出磁 场，求磁场的磁感应强度B为多少？ (2)改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少？ 例2 【方法总结】　带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法 (1)画轨迹：即画出轨迹，并确定圆心，几何方法求半径． (2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系． (3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式． 跟踪训练1　(2012·高考江苏卷)如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界．一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场．若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点．下列说法正确的有(　　) 例3 (1)该离子通过两磁场区域所用的时间． (2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离) 【答案】　(1)4.19×10－6 s　(2)2 m 【名师点评】　(1)在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子,必沿径向射出． (2)轨迹的圆心与入射点、出射点的连线，必为磁场圆区域的切线． (3)要注意区分磁场区域半径和粒子轨迹半径． 易错辨析　　　情景分析不全面而造成漏解 【范例】　长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示，磁感应强度为B，板间距离为L，板不带电．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是(　　) 技法提炼思维升华 【答案】　 D 【真知灼见】　带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于多种因素的影响，使问题形成多解，多解形成原因一般包含下述几个方面． 1．带电粒子电性不确定 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电,当粒子具有相同速度时,正、负粒子在磁场中运动轨迹不同,导致多解． 如图甲所示，带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若带正电，其轨迹为a，若带负电，其轨迹为b. 2．磁场方向不确定形成多解 磁感应强度是矢量，如果题述条件只给出磁感应强度大小,而未说明磁感应强度方向，则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解． 如图乙所示，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a，若B垂直纸面向外，其轨迹为b. 3．临界状态不唯一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180°从入射面边界反向飞出，如图丙所示，于是形成了多解． 4．运动的往复性形成多解 带电粒子在组合场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解．如图丁所示． 知能演练轻巧夺冠 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放 * 目录 第2讲　磁场对运动电荷的作用 本节目录 基础再现对点自测 知能演练轻巧夺冠 考点探究讲练互动 技法提炼思维升华 要点透析直击高考 基础再现对点自测 知识清单 一、洛伦兹力 1．定义：______电荷在磁场中所受的力． 2．大小 (1)v∥B时，F＝___. (2)v⊥B时，F＝______. (3)v与B夹角为θ时，F＝_________. 运动 0 qvB qvBsinθ 3．方向 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向_____________ 的