高中物理第三章磁场习题课带电粒子在磁场中偏转的几种题型课件新人教版选修3_1.pptx

习题课:带电粒子在磁场中偏转的几种题型 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 带电粒子在有界磁场中的运动 如图所示,(a)图为单边界匀强磁场;(b)图为两边界相互平行的匀强磁场,粒子垂直ab边射入,从cd边射出,且与cd边夹角为α;(c)图为两边界相互平行的匀强磁场,粒子与ab边夹角为θ射入,恰好不从cd边射出;(d)图为圆形边界的匀强磁场,粒子正对圆心射入。试在图中画出粒子运动轨迹的示意图。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 要点提示: 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法 (1)画轨迹:即确定圆心,画出轨迹。 (2)定半径:①由半径公式 求解;②利用几何知识解直角三角形求解,做题时一定要作好辅助线,由圆的半径和其他几何边构成直角三角形。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 2.带电粒子在有界磁场中运动的几个结论: (1)粒子进入单边磁场时,进、出磁场具有对称性,如图(a)(b)(c)所示。   (2)在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出,如图(d)所示。 (3)当速率一定时,粒子运动的弧长越长,圆心角越大,运动时间越长。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 【例题1】如图所示,PN和MQ两板平行且板间存在垂直纸面向里的匀强磁场,两板间距离及PN和MQ长均为d,一带正电质子从PN板的正中间O点以速度v0垂直射入磁场,为使质子能射出两板间,试求磁感应强度B的大小。已知质子带电荷量为e,质量为m。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 解析:由左手定则确定,质子向上偏转,所以质子能射出两板间的条件是:B较弱时,质子从M点射出(如图所示),此时轨道的圆心为O点,由平面几何知识得 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 这类题目中往往含有“最大”“最高”“至少”“恰好”等词语,关键是从轨迹入手找准临界状态及其条件,如带电粒子刚好穿出或刚好不穿出磁场的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。 (1)当粒子的入射方向不变而速度大小可变时,由于半径不确定,可从轨迹圆的缩放中发现临界点。 (2)当粒子的入射速度大小确定而方向不确定时,轨迹圆大小不变,只是位置绕入射点发生了旋转,可从确定圆的动态旋转中发现临界点。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 变式训练 真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示,MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为+q的粒子沿着与MN夹角为θ=30°的方向垂直射入磁场中,粒子不能从PQ边界射出磁场(不计粒子重力的影响),求: (1)粒子射入磁场的速度大小范围; (2)粒子在磁场中的运动时间。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 解析: 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 带电粒子在组合场中的运动 如图所示,x轴上方有匀强磁场B,下方有竖直向下的匀强电场E。电荷量为-q、质量为m(重力不计)的粒子静止在y轴上M(0,-L)点,由静止释放带电粒子,问: (1)带电粒子进入磁场的速度为多大? (2)带电粒子第二次经过x轴上的N点距坐标原点多远? (3)粒子从M点运动到N点经历多长的时间? 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 1.组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,一般为两场相邻或在同一区域电场、磁场交替出现。 2.通常按时间的先后顺序分成若干个小过程,在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和速度方向的关系入手,分析粒子在电场中做什么运动,在磁场中做什么运动。电场中常有两种运动方式:加速或偏转;而匀强磁场中,带电粒子常做匀速圆周运动。 3.组合场中电场和磁场是各自独立的,计算时可以单独使用带电粒子在电场或磁场中的运动公式来列式处理。 4.建立粒子在不同场中运动间的联系:确定粒子从一种场进入另一种场的位置、速度大小、方向是关键。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 【例题2】如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限中分布着沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限中分布着方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为+q的微粒,在点A(0,