高三物理復習：帶電粒子在磁場中的運動邊界問題專題課件

1、 高三第二輪專題復習帶電粒子在磁場中的運動 邊界問題專題 高三第二輪專題復習帶電粒子在磁場中的運動帶電粒子的圓周運動勻速圓周運動的周期跟軌道半徑和運動速率均無關。 處理帶電粒子在磁場中運動問題的基本思路帶電粒子的圓周運動勻速圓周運動的周期跟軌道半徑和運動速率均無v0oLdvUOPMx熒光屏OBBMNKddS1S2A1A3A4O6030 xyB2B1Ov關鍵：圓心的確定 、軌跡的描繪BO 處理帶電粒子在磁場中運動問題的基本方法v0oLdvUOPMx熒光屏OBBMNKddS1S2A法寶：構造三角形（直角） 解三角形或勾股定律 處理帶電粒子在磁場中運動問題的基本方法難點：求半徑L法寶：構造三角形（直

2、角） 解三角形或勾股定律 處理一、帶電粒子運動軌跡邊界問題【例題1】 ：如圖,在一水平放置的平板MN上方有勻強磁場,磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于紙面向里,許多質量為m,帶電量為+q的粒子,以相同的速率v沿位于紙面內的各個方向,由小孔O射入磁場區(qū)域,不計重力,不計粒子間的相互影響.下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經過的區(qū)域,其中R=mv/qB.哪個圖是正確的? MNBOA2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD.A.B.C.一、帶電粒子運動軌跡邊界問題【例題1】 ：如圖,在一水平放置2RR2RMNO處理方法：作半徑一定的圓隨速度方向變化而旋轉2RR2RMNO處

3、理方法：作半徑一定的圓隨速度方向變化而旋轉變式：如圖,真空室內存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁場內有一塊平面感光板ab,板面與磁場方向平行,在距ab的距L=16cm處,有一個點狀的放射源S,它向各個方向發(fā)射粒子,粒子的半徑也為16cm,現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運動的粒子,求ab上被粒子打中的區(qū)域的長度.sabL.變式：如圖,真空室內存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁sabP1P2NL處理技巧：圓心始終在速度垂線上sabP1P2NL處理技巧：圓心始終在速度垂線上 【例題2】 如圖所示,一束電子(電量為e)以垂直于左邊界的速度V0垂直射入磁感應強度為B、寬度為d的勻強磁場,若要求電子不從

4、右邊界穿出，則初速度V0有什么要求？Be v0dB二、帶電粒子在直線邊界磁場中的問題 【例題2】 如圖所示,一束電子(電量為e)以垂直于左邊界的變式1：若初速度向下與邊界成 = 60 0，則初速度有什么要求？300600變式1：若初速度向下與邊界成 = 60 0，則初速度有變式2：若初速度向上與邊界成 = 60 0，則初速度有什 么要求？300600變式2：若初速度向上與邊界成 = 60 0，則初速度有什變式3：如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內充滿方向垂直紙面向里的、磁感應強度為B的勻強磁場，在ad邊中點O方向垂直磁場射入一速度方向跟ad邊夾角=300 、大小為v0的帶電粒子，已知粒子質

5、量為m、電量為q，ab邊足夠長，ad邊長為L，粒子的重力不計。求：粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍。V0Oabcd變式3：如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內充滿方向垂直紙V0Oabcd300600V0Oabcd300600SBPSSQPQQ處理方法：入射速度方向一定，作半徑不斷 變大的圓臨界條件：軌跡與邊界相切二、帶電粒子在直線邊界磁場中的問題SBPSSQPQQ處理方法：入射速度方向一定，作半徑不斷 變r1三、帶電粒子在三角形、圓形邊界磁場中的問題r1三、帶電粒子在三角形、圓形邊界磁場中的問題規(guī)律總結動態(tài)圓入射速度方向變, 圓周半徑不變，入射速度方向不變，圓周半徑變大定圓旋轉法定點放

6、縮法有邊界磁場臨界條件: 軌跡與邊界相切規(guī)律總結動態(tài)圓入射速度方向變, 圓周半徑不變，入射速度方【例題3】如圖所示長為L的水平極板間，有垂直紙面向內的勻強磁場，磁感強度為B，板間距離也為L，板不帶電，現(xiàn)有質量為m，電量為q的帶正電粒子(不計重力)，從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是：A使粒子的速度v5BqL/4m；C使粒子的速度vBqL/m；D使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m。r2O2+qr2O1A B四、帶電粒子在有界磁場中的臨界問題 單粒子多臨界問題【例題3】如圖所示長為L的水平極板間，有垂直紙面向內的勻強變式一：一大群這種帶電粒子

7、沿平行于板的方向從各個位置以速度v從金屬板的左端射入板間，為了使這些正電荷都不從板間穿出，這些帶電粒子的速度需滿足什么條件?MNd5dB 多粒子的多臨界問題變式一：一大群這種帶電粒子沿平行于板的方向從各個位置以速度v（1）求電子進入磁場時速度的大??；（2）當感光板ab沿x軸方向移到某一位置時，恰好沒有電子打到板上，求感光板到y(tǒng)軸的距離x1變式二：如圖所示，是一種電子擴束裝置的原理示意圖直角坐標系原點O處有一電子發(fā)生器，朝xOy平面內x0區(qū)域任意方向發(fā)射電子，電子的速率均為v，已知電子的電荷量為e、質量為m在0 xd的區(qū)域內分布著沿x軸負方向的勻強電場，場強大小，在xd區(qū)域內分布著足夠大且垂直于xOy平面向外的勻強磁場，勻強磁場的磁感應強度為Bab為一塊很大的平面感光板，在磁場內平行于y軸放置，電子打到板上時會在板上形成一條亮線不計電子的重力和電子之間的相互作用 多粒子復合場中多臨界問題（1）求電子進入磁場時速度的大??；（2）當感光板ab沿x軸高三物理復習：帶電粒子在磁場中的運動邊界問題專題課件帶點粒子在有界磁場中的臨界問題：解決臨界問題的方法是： 通常以題目中的“恰好”“最高”“最長”“至少”等為突破口，將不確定的物理量推向極端(如極大、極小；最上、最下；最左、最右等)，結合幾何關系分析得出臨界條件，列出相應方程求解結果。解決臨界問題的關鍵是:極限法找臨界點帶點粒子在有界磁