人教版高中物理选修3-1《带电粒子在匀强磁场中的运动》习题课教学ppt课件

第三章磁场,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,*,第三章磁场,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,*,*,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,*,*,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,*,*,第三章磁场,习题课带电粒子在组合场中的运动,第三章磁场习题课带电粒子在组合场中的运动,一、带电粒子在组合场内运动的分析,知识检索,组合场是指电场、磁场同时存在，但各位于一定的区域内,(,或电场、磁场交替存在，位于同一指定的区域内,),若带电粒子速度方向与磁场方向平行，则在磁场中做匀速直线运动；,若带电粒子垂直进入磁场，则做匀速圆周运动而在电场中，若速度方向与电场线在同一直线上，则做匀变速直线运动；若速度方向与电场线垂直，则做类平抛运动,.,一、带电粒子在组合场内运动的分析,解决这类问题，所需知识如下：,处理这类问题时，一要注意在两个场中的运动分别独立；二要注意在前一个场中运动的末速度是在后一个场中运动的初速度；三要注意几何关系的应用,常见题型有：,带电粒子在电场中加速在磁场中偏转,带电粒子在组合场中的双偏转,解决这类问题，所需知识如下：,例,1,例1,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,(2013,武汉三中高二检测,),如图所示，在,xOy,平面内，第一象限中有匀强电场，匀强电场电场强度大小为,E,，方向沿,y,轴正方向，在,x,轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为,B,，方向垂直于纸面向里今有一个质量为,m,、电荷量为,e,的电子,(,不计重力,),，从,y,轴上的,P,点以初速度,v,0,垂直于电场方向进入电场，经电场偏转后沿着与,x,轴正方向成,45,的方向进入磁场，并能返回到出发点,P,.,(1),作出电子运动轨迹的示意图，,并说明电子的运动情况；,(2),P,点到,O,点的竖直距离为多少？,(3),电子从,P,点出发经多长时间第一次返回,P,点,例,2,(2013武汉三中高二检测)如图,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,【,答案,】,见解析,【,名师点评,】,正确解决这类问题的基础是对粒子在每个场中运动性质的判断，并画出运动轨迹，关键是确定粒子通过场区分界线时的位置、速度大小和方向,【答案】见解析,尝试应用,1.,电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的,电子束经过电压为,U,的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区,如图所示，磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为,O,，半径为,r,.,当不加磁场时，电子束将通过,O,点而打到屏幕的中心,M,点，为了让电子束射到屏幕边缘,P,，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度,，此时磁场的磁感应强度,B,应为多少？,尝试应用,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,2.,如图所示，相距为,R,的两块金属板,M,、,N,正对着放置，,S,1,、,S,2,分别为,M,、,N,板上的小孔，,S,1,、,S,2,、,O,三点共线，它们的连线垂直于板,M,、,N,且,S,2,O,R,.,以,O,为圆心、,R,为半径的圆形区域内存在磁感应强度为,B,、方向垂直纸面向外的匀强磁场,D,为收集板，板上各点到,O,点的距离以及两端点的距离都为,2,R,，板两端点的连线垂直,M,、,N,两板质量为,m,、带电荷量为,q,的粒子，经,S,1,进,入,M,、,N,两板间的电场后，通过,S,2,进入,磁场粒子在,S,1,处的速度和粒子所受的,重力均不计,2.如图所示，相距为R的两块金属板M、N正对着放置，S1、S,(1),当,M,、,N,两板间的电压为,U,时，求粒子进入磁场时速度,v,的大小；,(2),若粒子恰好打在收集板,D,的中点上，求,M,、,N,两板间的电压值,U,0,；,(3),当,M,、,N,两板间的电压不同时，粒子从,S,1,到打在,D,上经历的时间,t,会不同，求,t,的最小值,(1)当M、N两板间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度v的大,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,答案：见解析,答案：见解析,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,答案：见解析,答案：见解析,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,5.,如图所示，真空室内竖直条形区域,中存在垂直纸面向外的匀强磁场，条形区域,(,含,、,区域分界面,),中存在水平向右的匀强电场，电场强度为,E,，磁场和电场宽度均为,L,且足够长,M,、,N,为涂有荧光物质的竖直板,.,现有一束质子从,A,处连续不断地射入磁场，入射方向与,M,板成,60,夹角且与纸面平行，质子束由两部分组成，一部分为速度大小为,v,的低速质子，另一部分为速度大小为,3,v,的高速质子，当,区域中磁场较强时，,M,板出现两个亮斑，缓慢改变磁场强弱，直至亮斑相继消失为止，此时观察到,N,板有两个亮斑已知质子质量为,m,，电荷量为,e,，不计质子重力和相互作用力，求：,5.如图所示，真空室内竖直条形区域中存在垂直纸面向外的匀强,(1),此时,区域的磁感应强度；,(2),到达,N,板下方亮斑的质子在磁场中运动的时间；,(3),N,板两个亮斑之间的距离,(1)此时区域的磁感应强度；,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,答案：见解析,答案：见解析,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,答案：见解析,答案：见解析,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,典题示例,回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个,D,形金属盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒内的窄缝中形成匀强电场，使粒子每穿过狭缝时都得到加速,.,两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电荷量为,q,，质量为,m,，粒子的最大回旋半径为,R,max,.,问：,(1),所加交变电流的频率应是多少？,(2),离子离开加速器时的最大速度、最大动能为多少？,(3),设两,D,形盒间电场的电势差为,U,，盒间距离为,d,，且为匀强电场，求加速到上述能量所需的时间,例,3,典题示例例3,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,尝试应用,7.1930,年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示这台加速器由两个铜质,D,形盒,D,1,、,D,2,构成，其间留有空隙，下列说法正确的是,(,),A,离子由加速器的中心附近进入加速器,B,离子由加速器的边缘进入加速器,C,离子从磁场中获得能量,D,离子从电场中获得能量,尝试应用,解析：选,AD.,回旋加速器对离子加速时，离子是由加速器的中心附近进入加速器的，选项,A,正确，选项,B,错误；离子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，所以离子的能量不变，选项,C,错误；,D,形盒,D,1,、,D,2,之间存在交变电场，当离子通过交变电场时，电场力对离子做正功，离子的能量增加，所以离子的能量是从电场中获得的，选项,D,正确故选,AD.,解析：选AD.回旋加速器对离子加速时，离子是由加速器的中心附,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,9.,回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个,D,形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两,D,形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是,(,),A,增大匀强电场间的加速电压,B,增大磁场的磁感应强度,C,增加周期性变化的电场的频率,D,增大,D,形金属盒的半径,9.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交,人教版高中物理选修3-1带电粒子在匀强磁场中的运动习题课教学ppt课件,