高三物理复习：带电粒子在磁场中的运动边界问题专题课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高三第二轮专题复习,带电粒子在磁场中的运动,边界问题专题,高三第二轮专题复习带电粒子在磁场中的运动,带电粒子的圆周运动,匀速圆周运动的,周期,跟轨道,半径,和运动,速率,均无关,。,处理带电粒子在磁场中运动问题的,基本思路,带电粒子的圆周运动匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率均无,v,0,o,L,d,v,U,O,P,M,x,荧光屏,O,B,B,M,N,K,d,d,S,1,S,2,A,1,A,3,A,4,O,60,30,x,y,B,2,B,1,O,v,关键：圆心的确定,、,轨迹的描绘,B,O,处理带电粒子在磁场中运动问题的,基本方法,v0oLdvUOPMx荧光屏OBBMNKddS1S2A,法宝：构造三角形（直角）解三角形或勾股定律,处理带电粒子在磁场中运动问题的,基本方法,难点：求半径,L,法宝：构造三角形（直角）解三角形或勾股定律 处理,一、,带电粒子,运动轨迹边界,问题,【,例题,1】,：,如图,在一水平放置的平板,MN,上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为,B,磁场方向垂直于纸面向里,许多质量为,m,带电量为,+q,的粒子,以相同的速率,v,沿位于纸面内的各个方向,由小孔,O,射入磁场区域,不计重力,不计粒子间的相互影响,.,下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中,R=mv/qB.,哪个图是正确的,?,M,N,B,O,A,2R,R,2R,M,N,O,2R,R,2R,M,N,O,2R,2R,2R,M,N,O,R,2R,2R,M,N,O,D.,A.,B.,C.,一、带电粒子运动轨迹边界问题【例题1】：如图,在一水平放置,2R,R,2R,M,N,O,处理方法：作半径一定的圆随速度方向变化而旋转,2RR2RMNO处理方法：作半径一定的圆随速度方向变化而旋转,变式：,如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场内有一块平面感光板,ab,板面与磁场方向平行,在距,ab,的距,L=16cm,处,有一个点状的放射源,S,它向各个方向发射,粒子,粒子的半径也为,16cm,现只考虑在图纸平面中运动的,粒子,求,ab,上被,粒子打中的区域的长度,.,s,a,b,L,.,变式：如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁,s,a,b,P,1,P,2,N,L,处理技巧：圆心始终在速度垂线上,sabP1P2NL处理技巧：圆心始终在速度垂线上,【,例题,2】,如图所示,一束电子,(,电量为,e),以垂直于左边界的速度,V,0,垂直射入磁感应强度为,B,、宽度为,d,的匀强磁场,若要求电子不从右边界穿出，则初速度,V,0,有什么要求？,B,e,v,0,d,B,二、,带电粒子在,直线边界,磁场中的问题,【例题2】如图所示,一束电子(电量为e)以垂直于左边界的,变式,1,：,若初速度向下与边界成,=60,0,，则初速度有什么要求？,30,0,60,0,变式1：若初速度向下与边界成 =60 0，则初速度有,变式,2,：,若初速度向上与边界成,=60,0,，则初速度有什 么要求？,30,0,60,0,变式2：若初速度向上与边界成 =60 0，则初速度有什,变式,3,：,如图所示，一足够长的矩形区域,abcd,内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为,B,的匀强磁场，在,ad,边中点,O,方向垂直磁场射入一速度方向跟,ad,边夹角,=30,0,、大小为,v,0,的带电粒子，已知粒子质量为,m,、电量为,q,，,ab,边足够长，,ad,边长为,L,，粒子的重力不计。求：粒子能从,ab,边上射出磁场的,v,0,大小范围。,V,0,O,a,b,c,d,变式3：如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸,V,0,O,a,b,c,d,30,0,60,0,V0Oabcd300600,S,B,P,S,S,Q,P,Q,Q,处理方法：入射速度方向一定，作半径不断 变大的圆,临界条件：轨迹与边界相切,二、,带电粒子在,直线边界,磁场中的问题,SBPSSQPQQ处理方法：入射速度方向一定，作半径不断 变,r,1,三、,带电粒子在,三角形、圆形边界,磁场中的问题,r1三、带电粒子在三角形、圆形边界磁场中的问题,规律总结,动态圆,入射速度方向变,圆周半径不变，,入射速度方向不变，圆周半径变大,定圆旋转法,定点放,缩,法,有边界磁场临界,条件,:,轨迹与边界相切,规律总结动态圆入射速度方向变,圆周半径不变，入射速度方,【,例题,3】,如图所示长为,L,的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感强度为,B,，板间距离也为,L,，板不带电，现有质量为,m,，电量为,q,的带正电粒子,(,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,，可采用的办法是：,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,。,r,2,O,2,+q,r,2,O,1,A B,四、,带电粒子在有界磁场中的,临界问题,单粒子多临界问题,【例题3】如图所示长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强,变式一：,一大群这种带电粒子沿平行于板的方向从各个位置以速度,v,从金属板的左端射入板间，为了使这些正电荷都不从板间穿出，这些带电粒子的速度需满足什么条件,?,M,N,d,5d,B,多粒子的多临界问题,变式一：一大群这种带电粒子沿平行于板的方向从各个位置以速度v,（,1,）求电子进入磁场时速度的大小；（,2,）当感光板,ab,沿,x,轴方向移到某一位置时，,恰好没有,电子打到板上，求感光板到,y,轴的距离,x,1,变式二：,如图所示，是一种电子扩束装置的原理示意图直角坐标系原点,O,处有一电子发生器，朝,xOy,平面内,x0,区域任意方向发射电子，电子的速率均为,v,，已知电子的电荷量为,e,、质量为,m,在,0 xd,的区域内分布着沿,x,轴负方向的匀强电场，场强大小，在,x,d,区域内分布着足够大且垂直于,xOy,平面向外的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度为,B,ab,为一块很大的平面感光板，在磁场内平行于,y,轴放置，电子打到板上时会在板上形成一条亮线不计电子的重力和电子之间的相互作用,多粒子复合场中多临界问题,（1）求电子进入磁场时速度的大小；（2）当感光板ab沿x轴,高三物理复习：带电粒子在磁场中的运动边界问题专题课件,带点粒子在有界磁场中的临界问题：,解决临界问题的方法是,：,通常以题目中的,“,恰好,”“,最高,”“,最长,”“,至少,”,等为突破口，,将不确定的物理量推向极端,(,如极大、极小；最上、最下；最左、最右等,),，结合几何关系分析得出临界条件，列出相应方程求解结果。,解决临界问题的关键是,:,极限法,找临界点,带点粒子在有界磁场中的临界问题：解决临界问题的方法是：解决临,课堂小结,找圆心,画轨迹,定半径,1,、解题基本思路：,3,、解决,边界临界问题,的方法,单粒子,多粒子,单临界,多临界,单一场,复合场,2,、利用,动态圆,巧解,边界问题,定圆旋转法,定点放缩法,课堂小结找圆心画轨迹定半径1、解题基本思路：3,