人教版高考物理一轮总复习精品课件 第11章 磁场 安培力与洛伦兹力 第2讲 磁场对运动电荷的作用力.ppt

【典例3】(多选)如图所示,两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为l的等边三角形ABC理想分开,三角形内磁场垂直纸面向里,三角形顶点A处有一质子源,能沿∠BAC的平分线发射速度不同的质子(质子重力不计),所有质子均能通过C点,质子比荷,则质子的速度可能为()思维点拨(1)确定质子运动到C点满足的条件,画出可能的运动轨迹示意图。(2)应用向心力公式求可能的速度。BD方法归纳巧解带电粒子在磁场中运动的多解问题(1)分析题目特点,确定题目多解的形成原因。(2)作出粒子的运动轨迹示意图(全面考虑多种可能性)。(3)若为周期性重复的多解问题,寻找通项式,若是出现几种解的可能性,注意每种解出现的条件。训练突破4.(多选)如图所示,一长度为a的竖直薄挡板MN处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B。O点有一粒子源在纸面内向各方向均匀发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子,所有粒子的初速度v(未知)大小相同。已知初速度与ON夹角为60°发射的粒子恰好经过N点(不被挡板吸收),粒子与挡板碰撞则会被吸收,,ON⊥MN,不计粒子重力,不考虑粒子间的相互作用。则()CD能力形成点4带电粒子在有界磁场中的临界、极值问题——规范训练整合构建解决带电粒子在磁场中的临界问题的关键1.通常以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口,运用动态思维,寻找临界点,确定临界状态,根据磁场边界和题设条件画好轨迹,定好圆心,建立几何关系。2.寻找临界点常用的结论。(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,圆心角越大,带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。(3)当速度v变化时,圆心角越大的,运动时间越长。(4)在圆形匀强磁场中,当运动轨迹圆半径大于区域圆半径时,则入射点和出射点为磁场直径的两个端点的轨迹对应的偏转角最大(所有的弦中直径最长)。【典例4】(12分)如图所示,在0≤x≤h,-∞y+∞区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B的大小可调、方向不变。一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速度v0从磁场区域左侧沿x轴进入磁场,不计重力。(1)若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场,分析说明磁场的方向,并求在这种情况下磁感应强度的最小值Bmin。(2)如果磁感应强度大小为,粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场。求粒子在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离。思维点拨(1)分析粒子从y轴正半轴离开磁场满足的条件,确定其运行的最大半径,再应用向心力公式求Bmin。(2)根据向心力公式求磁感应强度为时粒子运行的半径,并画出其运动轨迹示意图,应用几何知识求粒子离开磁场位置到x轴的距离。解析:(1)由题意,粒子刚进入磁场时应受到方向向上的洛伦兹力,因此磁场方向垂直于纸面向里。设粒子进入磁场中做圆周运动的半径为R,根据洛伦兹力公式和圆周运动规律,有粒子穿过y轴正半轴离开磁场,其在磁场中做圆周运动的圆心在y轴正半轴上,半径应满足R≤h③(2分)由题意,当磁感应强度大小为Bmin时,粒子的运动半径最大,由此得(2)若磁感应强度大小为,粒子做圆周运动的圆心仍在y轴正半轴上,由②④式可得,此时圆弧半径为R=2h⑤(1分)粒子会穿过图中P点离开磁场,运动轨迹如图所示。设粒子在P点的运动方向与x轴正方向的夹角为α,由几何关系由几何关系可得,P点到x轴的距离为y=2h(1-cosα)⑧(2分)联立⑦⑧式得规律总结临界问题的一般解题流程???训练突破5.如图所示,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、电荷量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行。(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后第一次回到磁场内边界时通过A点,则粒子初速度的大小是多少?(2)要使粒子第一次经过磁场时不穿出磁场外边界,则粒子的初速度不能超过多少?解析:(1)如图所示,设粒子在磁场中的轨道半径为R1,则由几何关系得(2)如图所示,设粒子轨迹与磁场外边界相切时,粒子在磁场中的轨道半径为R2,第三环节核心素养提升临界问题中的动态圆模型模型构建1.定圆旋转法当带电粒子射入磁场时的速率v大小一定,但射入的方向变化时,粒子做圆周运动的轨道半径R是确定的。在确定粒子运动的临界情景时,可以以入射点为定点,将轨迹圆旋转,作出一系列轨迹,从而