最新2014年高中物理（广西）一轮温习课件小专题温习课（五）

（五） 磁偏转问题圆心确定四法 厅 肥 眯 餐 蔓 榜 巧 腰 债 畏 袜 碑 乌 约 勘 疟 距 象 柯 术 砸 山 秒 杯 匠 场 祖 剑 榨 唆 情 辰 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 带电粒子（不计重力）垂直射入匀强磁场，粒子的运动轨 迹是圆周或圆弧这类问题是常见的典型的力学、磁场知识结 合的综合题，在高考中多次考查，是考试的难点 求解这类问题的关键是：定圆心画出轨迹,求出半径,确定 圆心角等其中解决带电粒子在有界磁场中的运动、确定圆心 是解题的难点 琉 孽 声 秦 抿 酱 辨 墅 脐 植 骋 纷 捐 樟 赎 辑 晾 臆 画 闷 刃 奴 莲 妆 夸 检 绪 辊 树 企 椎 遭 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 下面介绍磁偏转问题圆心确定常用的四种方法： 一、半径法 适用情况：如果已知带电粒子的出射速度和入射速度方向 ，分别作出过入射点和出射点速度方向的垂线，两垂线的交点 便是圆心如图1所示 瞥 香 窑 松 辉 谱 专 捣 舞 助 孪 夹 袋 琢 勤 琅 秋 品 交 祭 斌 藕 巨 灾 暇 捶 狐 功 踊 弱 簿 堰 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【典例1】电视机的显像管中， 电子束的偏转是使用磁偏转技 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点而达到屏幕的中心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 的磁感应强度为多大？（已知电子质量为m，电荷量为e） 当 桩 捧 晕 淋 载 枝 端 睬 呛 陌 促 刃 茎 噬 讳 瘪 窗 疏 斌 累 熊 草 愁 疮 艳 妥 饵 才 牛 篷 小 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【深度剖析】分别作入射点和出射点速度方向的垂线，其交点 为电子做匀速圆周运动的圆心C，以v表示电子进入磁场时的速 度，则 又有 由以上各式解得： 境 偏 政 屑 俱 殷 鞠 泣 烙 找 芹 咨 水 垂 涪 皆 徐 获 滁 蝇 接 唬 袒 戎 阎 娶 约 厘 俯 狸 釉 陈 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 二、角平分线法 适用情况：如果已知带电粒子的出 射速度和入射速度方向，则入射速度方 向的延长线和出射速度方向的反向延长 线夹角的角平分线与入射速度垂线的交 点就是圆心.如图2所示. 烤 舱 糕 邮 伸 伐 晋 颓 旁 擂 揽 妊 吭 绳 偏 轨 馒 善 甫 井 税 楷 绰 抗 健 豪 等 咋 嗽 哆 掺 右 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【典例2】一质量为m、带电量为q的粒子，以速度v0从O点沿y轴 正方向射入磁感应强度为B的一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂 直于纸面，粒子飞出磁场区域后，从b处穿过x轴，速度方向与x 轴正方向夹角为30，不计重力求： 颇 乔 剂 吠 泛 址 招 溃 赌 试 吟 胜 渍 踢 逾 踌 火 奇 锡 筑 嘘 凋 裸 床 诞 尼 估 溯 淘 龄 梢 窍 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) （1）圆形磁场区域的最小面积； （2）粒子从O点进入磁场区域到达b点所经历的时间及b点坐标 钒 知 者 罕 肋 艇 戊 呛 醚 逆 菲 迄 恩 钡 贫 交 忿 思 廷 雇 涌 褐 勤 姻 织 弓 榜 魂 牵 眨 丧 炔 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【深度剖析】（1）由于粒子沿y轴正方 向射入，所以圆心必在x轴上，反向延 长b处的速度方向与y轴相交于C点，作 OCA的角平分线与x轴相交于O点， 过O点作bC的垂线，垂足为A点则 OA=OO=R,所以，以OA为直径的圆的磁场区域面积最小设 圆形磁场区域的半径为r由牛顿第二定律得： 继 荧 椿 盘 亥 因 怠 秸 铂 蛊 状 豪 觉 啼 车 佯 台 含 顽 厢 申 饮 吧 韶 嗣 盅 隙 釜 吩 蔚 庆 茎 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 由几何关系得： （2）粒子从O点沿圆弧到A点，所经历的时间 所以粒子从O点进入磁场区域到达b点所经历的时间为 b点横坐标为 故b点坐标为 涪 鼎 偷 呀 秸 纬 揪 鉴 含 变 嚎 蓖 影 毡 子 搭 理 威 贺 烟 胚 贩 漫 汪 诡 炙 无 萧 轴 纷 晦 昏 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 三、垂直平分线法 适用情况：如果已知带电粒子的入射速度方向和做圆周运 动轨迹的一条弦，先作出过入射点速度方向的垂线，然后作弦 的垂直平分线，两垂线的交点便是圆心 六 嫌 评 宿 蛔 坟 奠 绑 昆 直 绒 查 瘪 敝 拦 敷 救 行 复 减 稻 凡 麓 伟 始 斗 态 蛾 英 你 吉 耿 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【典例3】如图,虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面 的交线，在平面右侧的空间存在磁感应强度为B的匀 强磁场，方向垂直纸面向外，O是MN上的一点，从O 点可以向磁场区域发射电荷量为+q、质量为m、速 率为v的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内 各个方向已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中 给定的P点相遇，P到O点的距离为L，不计重力及粒子间的相互 作用 （1）求所考查的粒子在磁场中运动的轨道半径; （2）求这两个粒子从O点射入磁场时的时间间隔. 澜 镐 孜 蚀 挺 奔 皿 碱 瘩 袁 躇 犯 孩 沙 僳 扦 帛 习 驻 懂 生 妮 瞅 件 提 撬 帆 仗 贷 慢 犹 墨 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【深度剖析】（1）设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R ，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律，有 解得： 漫 妇 串 学 髓 铆 劣 镀 誊 谩 爱 邀 咕 保 遣 罕 疗 订 绳 幼 乙 问 呻 弊 笑 还 孜 忱 豆 畴 踌 孟 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) （2）如图所示，为两粒子在匀强磁场中运动的轨迹图 作图方法是：作OP的垂直平分线，分别过入射点O作入射速度1 、2的垂线两垂线与垂直平分线的交点分别为O1、O2，则O1、 O2为圆心，粒子1转过的角度为OO1P=+，粒子2转过的角 度为OO2P=- 两粒子在磁场中运动的周期均为 粒子1从O点运动到P点所用的时间为： 粒子2从O点运动到P点所用的时间为： 两粒子射入的时间间隔： 又因为：O1OP= ，故 镁 耍 晶 武 亡 迪 酒 绞 惶 秆 轧 辐 硷 张 垣 忙 焙 站 场 稿 颊 脓 矩 昼 辙 能 驱 窍 磋 桃 得 雄 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 四、直角直径法 适用情况：如果已知带电粒子的入射速 度方向和过入射点的一条弦，先作出过入射 点速度方向的垂线，然后过弦的另一端点作 弦的垂线，两垂线的交点和入射点的连线便 是该圆的直径，作直径的中点便是圆心 俩 陋 垄 胶 刮 噶 卢 其 硬 赂 丘 楼 耸 防 会 蛆 亡 珊 瘩 祸 级 开 戏 炳 服 声 灾 柏 壬 愧 小 滓 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【典例4】在直角坐标系xOy中，有一半径为R的圆形匀强磁场区 域，磁感应强度为B，磁场方向垂直xOy平面指向纸面内，该区 域的圆心坐标为（R,0），有一个质量为m，带电量为-q的粒子 ，由静止经电场加速后从点（0， ）沿x轴正方向射入磁场， 粒子从射入到射出磁场通过了该磁场的最大距离，不计重力影 响试求： （1）粒子在磁场区域经历的时间; （2）加速电场的电压. 痈 侵 媒 牵 釉 彰 撩 菏 莱 导 鞭 辈 鹰 赦 梁 辰 癸 敢 商 聂 口 泵 赊 蹈 洱 熔 意 姆 溉 松 述 溶 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 【深度剖析】（1）因为粒子从射入到 射出磁场通过了该磁场的最大距离， 即MP应是圆形磁场区域的直径，同时 也是粒子做圆周运动的一条弦过P点 作直线NPMP，与竖直线交于N点作 MN的中点即是粒子做圆周运动的圆心 （直角直径法）设从M点射入磁场的 速度方向与半径MC夹角为，故 即=30 萝 蹿 跺 喧 斯 由 冗 诺 云 潘 侍 猎 键 嫉 熄 瓜 叭 浴 乓 成 掇 召 楔 烧 姨 墓 刊 铸 分 徊 镭 囤 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 在磁场中偏转的角度为=2=60,有 带电粒子在磁场中运动的周期为 所以粒子在磁场区域经历的时间 捌 啦 卧 伺 哗 弧 棚 头 界 娇 泣 打 瞒 悬 滚 白 镁 瞧 适 锌 檄 只 寅 铝 啸 燕 桂 播 辉 皖 豌 蹬 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) （2）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,由洛伦兹力提供向 心力得： r=2R 带电粒子在加速电场加速过程中，由功能关系得： 联立以上各式解得： 以上四种方法是确定圆心极为有效的办法，在解题过程中要灵 活选择使用，突破圆心的确定这一难点，就会使此类问题变得 迎刃而解 斥 牡 毫 契 眨 湃 帮 淄 绿 挡 怖 捷 河 船 听 千 子 繁 炼 惩 鸣 偷 驾 八 贫 竞 弃 界 襟 咒 顾 符 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 2 0 1 4 年 高 中 物 理 ( 广 西 ) 一 轮 复 习 课 件 ： 小 专 题 复 习 课 ( 五 ) 在真空中,半径为r=310-2 m的圆形区域内, 有一匀强磁场,磁场的磁感应强度为B=0.2 T, 方向如图所示,一带正电粒子,以初速度 v0=106 m/s的速度从磁场边界上直径ab一端a 点处射入磁场,已知该粒子荷质比为q/m=108 C/kg, 不计粒子重力,则: （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径是多少? （2）若要使粒子飞离磁场时有最大的偏转角,其入射时粒子的 方向应如何?最大偏转角多大? 镣 浪 身 卜 距 态 拳 节 霓 莆 煽 膜 顾 言 耗 梗 舞 巷 钢 戌 东 郁 勾 档 怕 分 鱼 将 峙 覆 紫 筑 2 0 1 4 年 高 中 物 理 (