2013届高考沪科版物理一轮复习课件：8.2 磁场对运动电荷的作用（ 2013高考）.ppt

例3 带电粒子在交变磁场中的运动问题 (满分样板　14分)如图8－2－12甲所示, MN为竖直放置彼此平行的两块平板, 板间距离为d, 两板中央各有一个小孔O、O′正对, 在两板间有垂直于纸面方向的磁场, 磁感应强度随时间的变化如图乙所示. 有一群正离子在t＝0时垂直于M板从小孔O射入磁场. 图8－2－12 已知正离子质量为m、带电荷量为q, 正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0, 不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响, 不计离子所受重力. 求: (1)磁感应强度B0的大小. (2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场, 正离子射入磁场时的速度v0的可能值. 【思路点拨】　 解此题抓住两点: (1)交变磁场的特点及带电粒子在磁场中的运动性质. (2)带电粒子从O′孔垂直N板射出的条件. ?解题样板规范步骤, 该得的分一分不丢！ 设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向. 图8－2－13 【名师归纳】　周期性运动的物体的模型经常具有对称性, 解也具有多样性, 根据题意画出可能的运动情景图是进一步求解的前提和基础. 这些都须在做题当中引起注意. 若该区域加沿轴线方向的匀强磁场, 磁感应强度为B, 带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射, 图8－2－5 粒子飞出此区域时, 速度方向偏转了π/3, 根据上述条件可求得的物理量为(　　) A. 带电粒子的初速度 B. 带电粒子在磁场中运动的半径 C. 带电粒子在磁场中运动的周期 D. 带电粒子的比荷 题型探究讲练互动 例1 带电粒子在有界磁场中的运动问题 如图8－2－6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. 图8－2－6 (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？ 【思路点拨】　 粒子在磁场中做匀速圆周运动, 其圆心在E点, 如图8－2－7所示, 半径r1＝a② 图8－2－7 如图8－2－8所示, 设圆周半径为r2 图8－2－8 【方法引导】　 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. 变式训练　 (2011·高考浙江理综卷)利用如图8－2－9所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子. 图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场, 板上有两条宽度分别为2d和d的缝, 两缝近端相距为L. 一群质量为m、电荷量为q, 具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场, 对于能够从宽度为d的缝射出的粒子, 图8－2－9 下列说法正确的是(　　) 如图8－2－10所示, 两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场, 一带正电的质子从O点以速率v0垂直射入. 已知两板之间距离为d, 板长为d, O点是NP板的正中间, 例2 带电粒子在磁场中运动的多解问题 为使粒子能从两板之间射出, 试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子所带电荷量为e, 质量为m). 图8－2－10 【思路点拨】　 根据带电粒子在磁场中的运动, 确定粒子刚好从两板之间射出的临界点, 由几何关系求出半径, 即可确定B应满足的条件. 【解析】　如图8－2－11所示, 由于质子在O点的速度垂直于板NP, 所以粒子在磁场中做圆周运动的圆心O′一定位于NP所在的直线上. 如果直径小于ON, 则轨迹将是圆心位于ON之间的一段半圆弧. 图8－2－11 【方法指引】　(1)本题中形成多解的原因是临界状态不唯一, 而影响多解的因素还可能有: 带电粒子的电性不确定、磁场方向不确定等. (2)要充分考虑带电粒子的电性、磁场方向、轨迹及临界条件的可能性, 画出其运动轨迹, 分阶段、分层次地求解. 互动探究　 例2中, 若粒子从NM的中点离开磁 场, 则磁感应强度为多大？粒子在 磁场中运动的时间为多少？ 第 2 节　磁场对运动电荷的作用 基础梳理自学导引 一、洛伦兹力的大小和方向 1. 大小: F＝___________, θ为v与B的夹角.