優(yōu)質(zhì)學(xué)案 物理選擇性必修二 第一章 安培力與洛倫茲力 章末優(yōu)化總結(jié)

章末優(yōu)化總結(jié)■^￡2^網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建変培力｝港倫魏力■^￡2^網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建変培力｝港倫魏力核心素養(yǎng)?他館歸宏觀把蓮*理酒肢絡(luò)｛方向（D]｛大小裁式F=②'1 1答韋1（應(yīng)用t磁屯式屯倒①左手定期②出圧泊&仿柯③]\ ③左乎定則（尢小*式帀④ ]④屮:BwinP｛應(yīng)川：質(zhì)舷、回旋加速器）聚度升華*直粹提升4素養(yǎng)1“電偏轉(zhuǎn)”與“磁偏轉(zhuǎn)”的區(qū)別

【核心深化】所謂“電偏轉(zhuǎn)”與“磁偏轉(zhuǎn)”是分別利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷施加作用從而控制其運(yùn)動(dòng)方向，但電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用特點(diǎn)不同，因此這兩種偏轉(zhuǎn)有明顯的差別。磁偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)受力特征及運(yùn)動(dòng)規(guī)律若0丄B,則洛倫茲力fB=qvB,使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，v的方向變化，又導(dǎo)致f^B的方向變化，mv其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可由r—qB和T=2m進(jìn)行描述F—qE為恒力，粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可由q—v0，x—v0t，v—qEt，y—2，翌/2進(jìn)行描述ym丿2m粒子的運(yùn)動(dòng)方向能夠偏轉(zhuǎn)的角度粒子運(yùn)動(dòng)方向所能偏轉(zhuǎn)的角度偏轉(zhuǎn)情況不受限制，OB—^t—^t—qBt，且noev2,且相等時(shí)間內(nèi)偏轉(zhuǎn)的角相等時(shí)間內(nèi)偏轉(zhuǎn)的角度相等度不同動(dòng)能的變化由于厶始終不做功，所以其動(dòng)能保持不變由于F與粒子速度的夾角越來越小，所以其動(dòng)能不斷增大，并且增大得越來越快典題例析】創(chuàng)1如圖所示，在虛線所示的寬度范圍內(nèi)，用電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)可

使以初速度v0垂直于電場(chǎng)入射的某種正離子速度方向偏轉(zhuǎn)0角。在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使該離子穿過磁場(chǎng)區(qū)域的偏轉(zhuǎn)角度也為0，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為多少？［解析［解析］設(shè)電場(chǎng)區(qū)域的寬度為d離子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。離子在電場(chǎng)中的加速度為心晉mv20mv20離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，mv圓半徑R=~qB沿電場(chǎng)方向的分速度為vy=at=mEd因?yàn)槠菫?,故有tan0=Vy=q^mv2tan0解得：由圖可得sine=R=器Ecos0由以上各式簡化得B=-CVOS0v0［答案］忖v0針對(duì)訓(xùn)練】1?如圖所示，正方形區(qū)域abed中充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一個(gè)氫核從ad邊中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊，又垂直于磁場(chǎng)的方向以一定速度射入磁場(chǎng)，正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場(chǎng)。若將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個(gè)氫核射出磁場(chǎng)的位置是（）耳 盡 h:KXKX■IXE當(dāng)英：肌4—初 ::XXKK：:疋疋堆K:I *IA.在b、n之間某點(diǎn) B.在n、a之間某點(diǎn)C.a點(diǎn) D.在a、m之間某點(diǎn)解析：選C。因?yàn)闅浜耸且粠д娢⒘?，不?jì)重力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由左手定則知其向上偏轉(zhuǎn)。因?yàn)檎脧膎點(diǎn)射出，則可知其運(yùn)行軌跡為1 mv4圓周。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，由半徑公式r=qB可知，其半徑變?yōu)樵瓉淼?即射出位置為a點(diǎn)，C正確。素養(yǎng)2洛倫茲力的多解問題【核心深化】帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于多種因素的影響，常使問題形成多解。形成多解的原因主要有以下幾個(gè)方面：帶電粒子的電性不確定：受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電。當(dāng)具有相同初速度時(shí)，正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，導(dǎo)致形成多解。磁場(chǎng)方向的不確定：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。如果題設(shè)只給出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未指出其方向，此時(shí)要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成多解。臨界狀態(tài)不唯一：帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此，可能會(huì)從不同的位置穿越邊界，臨界條件不唯一會(huì)形成多解。運(yùn)動(dòng)方向不確定：帶電粒子以不同的速度方向進(jìn)入磁場(chǎng)中，做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡是不同的，因而會(huì)形成多解情形。運(yùn)動(dòng)的反復(fù)性：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，若與擋板等邊界發(fā)生碰撞，將不斷地反復(fù)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，也會(huì)形成一些多解問題?！镜漕}例析】例2如圖甲所示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d,兩板中央各有一個(gè)小孔O、O'正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示。有一群正離子在/=0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng)。已知正離子質(zhì)量為m、電荷量為q，正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為幾，不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)離子所受重力。求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小。(2)要使正離子從O垂直于N板射出磁場(chǎng)，正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度勺的可能值。［解析］設(shè)垂直于紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颉v2⑴正離子射入磁場(chǎng)，洛倫茲力提供向心力B0qv0=~R做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T。=2nR由以上兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T。=2nR由以上兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=2nm(2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場(chǎng)，v0的方向應(yīng)如圖所示，兩板之間正離子只運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期即T0時(shí)，有R=4；當(dāng)兩板之間正離子運(yùn)動(dòng)n個(gè)周期，即nT0時(shí)，有R=4n(n=l,2，3，…)。聯(lián)立求解，得正離子的速度的可能值為v0=-mqR=2ndL(n=1，2，3，…)。2nm nd, 、［合案］(1)口丁 (2)2nT(n=l，2，3，…)針對(duì)訓(xùn)練】2?如圖所示，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，和NM是它的兩條邊界。現(xiàn)有質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直于磁場(chǎng)射入。要使粒子不能從邊界NN'射出，則粒子入射速率v的最大值可能是多少？

解析：題目中只給出粒子解析：題目中只給出粒子“電荷量為q”，未說明是帶哪種電荷。若q為正1 mv電荷，軌跡是如圖所示的上方與亦'相