福建省高考物理二轮专题总复习 专题6 第1课时 电场与磁场的比较课件

第第1 1课时课时 电场与磁场的比较电场与磁场的比较 专题六 电场与磁场 例1：(2010福建卷)物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确如图611所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q0)，而且电荷均匀分布两圆环的圆心O1和O2相距为2a， 连线的中点为O，轴线上的A点 在O点右侧与O点相距为r(r0区域内，有磁感应强度B=0.20T的匀强磁场，方向与xOy平面垂直向里在x轴上的P(10,0)点处有一放射源，在xOy平面内向各个方向发射速率为v= m/s的带正电粒子，粒子的质量为m= kg，粒子带电量为q= C，不计粒子的重力，求：(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(2)y轴上能被带电粒子击中的最低和最高位置；(3)击中y轴正向最大值的粒子，在磁场中运动的时间图6-1-5 193.2 10266.4 1051.0 10解：(1)洛伦兹力提供圆周运动向心力： 解得轨道半径(2)放射源射出粒子速度大小相同，因此在磁场中轨道半径相同，它们轨迹的圆心都在以P点为圆心，r=10cm为半径的圆上，如图所示2vqvBmr【解析】这类题目解题时要充分读懂题中的信息，挖掘并充分利用已知条件，然后与圆周运动、几何知识相结合，通过作图进行解题 265196.4 101.0 10m0.10m3.2 100.2mvrqB击中y轴正向最大值的粒子，在磁场中运动 的时间得2 mTqB12tT 当轨道圆心在O1处时，粒子打在y轴的最低点：y1=-r =-10cm当轨道圆心在O2处时，粒子打在y轴的最高点：(3)粒子在磁场中运动的周期222(2 )317.3cmyrrr263.14 6.4 103.14 10s3.2 1019 0.2mtqB- 此题是一道典型的带电粒子在磁场中运动的问题，通常根据洛伦兹力不做功及圆周运动规律解题其思路及方法中应注意圆周运动的圆心的确定： 利用洛伦兹力的方向永远指向圆心的特点，只要找到圆周运动轨迹上两个点的洛伦兹力的方向，其延长线的交点必为圆心 利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心对于临界轨迹的确定：对于临界轨迹的确定： 若粒子速度大小不变，方向改变，可用旋转轨迹圆的方法来确定临界轨迹； 若粒子速度方向不变，大小改变，可用放大轨迹圆的方法来确定临界轨迹 (2010厦门模拟)(多选)如图616所示，宽h=2cm的有界匀强磁场的纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向里，现有一群带正电粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径均为r=5cm，则( ) A右边界：4cmy4cm有粒子射出B右边界：y4cm和y4cm有粒子射出C左边界：y8cm有粒子射出D左边界：0y8cm有粒子射出 图6-1-6【解析】可根据粒子运动方向不同画出一系列半径相等的动态圆帮助分析，从而找到临界和极值条件当粒子从O点沿y轴的负方向射入磁场，粒子从右边界的下方射出当所作的动态圆与右边界相切时，粒子从右边界的最上方和左边界的最上方射出，由几何关系和勾股定理可知粒子射出的范围为右边界：-4cmy4cm， 左边界：0y8cm.例4：图617所示的真空管中，质量为m，电荷量为e的电子从灯丝F出发，经过电压U1加速后沿中心线射入相距为d的两平行金属板B、C间的匀强电场中，通过电场后打到荧光屏上，设B、C间电压为U2，B、C板长为l1，平行金属板右端到荧光屏的距离为l2，求：(1)电子离开BC间匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角(2)电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心的距离 图6-1-7【解析】电子在真空管中的运动可分为三段：从F出发在电压U1作用下的加速运动；进入平行金属板B、C间的匀强电场中做类平抛运动；飞离匀强电场到荧光屏间的匀速直线运动 电子离开匀强电场时竖直方向的速度vy为：21/1yeUvatmdv 电子离开电场时速度v2与进入电场时的速度v1夹 角为 (如图)，则2 12 12111tan2yveU lU l=vUdmdv2 11=tan2U larcU d所以： (2)电子通过匀强电场时偏离中心线的位移 电子离开电场后，做匀速直线运动射到荧光屏上，竖直方向的位移 所以电子打到荧光屏上时，偏离中心线的距离为222212 1121111224eUlU lyatdm vU d2 1 2221tan2U l lylU d2 111221()22U llyyylU d