高三物理 复习研讨会资料 带电粒子在磁场中的运动 边界问题专题课件.ppt

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 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 关键 圆心的确定 轨迹的描绘 处理带电粒子在磁场中运动问题的基本方法 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 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 A 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 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 P1 P2 N L 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V0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V0有什么要求 B e d B 二 带电粒子在直线边界磁场中的问题 变式1 若初速度向下与边界成 600 则初速度有什么要求 300 变式2 若初速度向上与边界成 600 则初速度有什么要求 300 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 300 大小为v0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v0大小范围 B P 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 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 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v BqL m D 使粒子速度BqL 4m v 5BqL 4m r2 q r2 AB 四 带电粒子在有界磁场中的临界问题 单粒子多临界问题 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 多粒子的多临界问题 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x1 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x 0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 x d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 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 找临界点 课堂小结 1 解题基本思路