磁场对运动电荷的作用2.pptVIP

高三备考，最大的价值是面对无数次挫折之后，敢于坚信自己 的实力，在地狱般的煎熬中有仰望天堂的达观，有在烈火中拥 抱光明的勇气，有认定目标不言放弃的意志品格。今天我们枕 戈待旦，他日必将立马昆仑。 三是坚持以“没有最好只有更好“的标准从严要求自己，不自满 、不安于现状，执着追求，勇攀高峰，努力超越自已，成就自 已。 要成为这样的强者,一就必须不屈不挠坚忍不拔，勤学、善思、多 问，不断地夯实各科基础，填补各个知识缺漏。学习的要求将进一 步提高，知识的容量密度将进一步增大，练习考试将更加频繁，因 此要有顽强的意志毅力来应对这段时间的磨炼和压力。为伊消得人 憔悴，衣带渐宽终不悔。 二是坚持严格自律，努力战胜自己的惰性及其它各种不良习性， 排除影响学习、分散精力的各种杂念和干扰，全身心投入。 1、 地毯式扫荡知识无缺漏。 2、 规范细节，减少答题的“会而不对，对而不全”。 3、 重视复习错误。对于平时的错误，要小题大做，将 失误记录在案，找出切实可行的解决方法，并再三反思， 保证下次不错，切不可以“粗心”二字一带而过 一、洛仑兹力的概念 1、洛伦兹力的大小与方向： 做匀速圆周运动 匀速直线运动 等距螺旋线运动 洛伦兹力F的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷 的速度v的方向，即F总是垂直于B和v所在的平面 “左力右电”：四指指向为等效电流方向 (等效电流方向) 将速度沿B和垂直B方向分解 B v 一、洛仑兹力的概念 2、洛伦兹力的特点： 不管物体做不做圆周运动，洛伦兹力的方向与速度的方向 始终垂直，所以洛伦兹力永远不做功。 审题技巧提示：凡是题目情境涉及到带电粒子的动能发 生了变化，这显然不是洛仑兹力的作用效果，并且暗示 了带电粒子一定受到洛伦兹力之外的其它力作用，如重 力或电场力。 带电小球，竖直光滑细玻璃管，装置 匀速通过磁场，小球最终从上端口飞出 小球带何种电荷？小球作何运动 ？洛伦兹力和管壁对小球弹力是否 做功？ 正电 类平抛运动 洛伦兹力不做功 弹力做正功 一、洛仑兹力的概念 2、洛伦兹力的特点： 磁场和电场对电荷作用力的差别：洛伦兹力和电场力 只有运动的电荷在磁场中才有可能受洛仑兹力，静止电荷 中磁场中不受洛仑兹力。 在电场中无论电荷是运动还是静止，都受电场力作用。 在不计重力情况下： 带电粒子垂直进入匀强电场，在电场中做匀变速曲线运动(类 平抛运动)； 带电粒子垂直进入匀强磁场，则做变加速曲线运动(匀速圆周 运动) 二、带电粒子在匀强磁场中的运动(不计重力) 1、洛仑兹力作用下的匀速圆周运动一般求解方法： 模型本质：洛仑兹力充当的向心力的匀速圆周运动 基本规律： 轨迹半径： 运动周期： 给定v,B，r由荷质比决定 给定B，T由荷质比决定，与速度无关 二、带电粒子在匀强磁场中的运动(不计重力) 2、洛仑兹力作用下的匀速圆周运动一般求解方法： 模型本质：洛仑兹力充当的向心力的匀速圆周运动 基本规律： 轨迹半径： 运动周期： 解题过程表达规范再次强调： 半径公式和周期公式必须牢牢记住，分析问题过程直接用！但： 在计算题解题过程陈述过程中，最好列出基本方程，不要直接用r,T公式；避 免列出方程，却不能得分点尴尬。 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 1、圆心的确定： 匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路： 一找圆心、二找半径、三找周期或时间 确定圆心和半径的过程就是正确规范作图的过程，这是问 题求解的关键。 作图的目的：确定圆心，半径，圆心角，及相应几何关系 尺规作图强制要求：凡求解粒子在磁场中运动问题必须有 图配合，所有图都必须用铅笔、直尺、圆规作图。 特别忠告：规范的尺规作图，是有效突破“带电粒子在磁场 中运动”类难题的法宝。 对这类问题来讲，尺规作图本身具 备了“分析、推理与计算”的部分功能。不要随手作图！ 1、圆心的确定： 任意两个f洛的指向交点为圆心： 已知入射点、入射方向和出 射点、出射方向：可以通过分 析入射点和出射点带电粒子所 受的洛仑兹力方向，两个位置 的洛仑兹力方向延长线的交点 就是圆弧轨迹的圆心。 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 1、圆心的确定： 任意一弦的中垂线一定过圆心： 已知入射点、入射方向和出 射点的位置时：可以通过分析 入射点带电粒子所受的洛仑兹 力方向，作出入射点和出射点 连线的垂直平分线，这两条线 的交点就是圆弧轨迹的圆心。 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 2、半径的确定和计算： 利用圆周运动规律求： 既会推导过程，又能记住结论！ 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 2、半径的确定和计算： 利用圆的边角关系、勾股定理等关系求： 速度的偏转角=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)=弦切角的2倍 弦切角=偏转圆弧所对应的圆心角的一半 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 根据不同的已知条件求半 径 2、半径的确定和计算： 利用圆的边角关系、勾股定理等关系求： 已知m,q,v，B， ，可以唯一确定圆弧对应的圆心角及弦 长，为进一步计算磁场中的位移、轨迹长度、运动时间等 问题的求解作好铺垫： 典型几何特征证明之一：从同一边界射入的粒子，又从同一 边界射出时，速度与边界的夹角相等。 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 2、半径的确定和计算： 利用圆的边角关系、勾股定理等关系求： 典型几何特征证明之二： 入射速度方向指向匀强磁场区域 圆的圆心，刚出射时速度方向的反向延长线必过该区域圆的 圆心。 已知R，求r ？ 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 2、半径的确定和计算： 利用圆的边角关系、勾股定理等关系求： 思考与讨论：入射速度方向不指向匀强磁场区域圆的圆心： 已知，R，求r ？ 比较差异 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 示例规范尺规作图的重要性： 3、周期或时间的计算： 利用圆周运动规律求周期： 既会推导过程，又能记住结论！ 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 3、周期或时间的计算： 根据有界磁场中运动弧长或对应圆心角求运动时间： 角度单位为弧度rad 常用思路：圆心半径(作图) 圆心角周期时间 三、匀强磁场背景下的粒子运动问题的一般分析思路 四、典型举例 【例题】 注意审题：粒子电性不确定导致的情境不确定类问题 如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m ，带电量为q的粒子从O点以与MN成30角的速度v射入磁场， 该粒子从磁场中射出时距O点有多远？粒子在磁场中的运动时 间是多少？(粒子重力可忽略不计) q的正负不确定，需 要分两种情况讨论： I、粒子带正电 II、粒子带负电 例.如图所示，在真空中半径R=3.010-2m的圆形区域内，有磁感 应强度B=0.25T，方向如图的匀强磁场，一束带正电的粒子以初 速度v=1.0106m/s,从磁场边界上的a端沿直径ab方向射入磁场 ，且初速方向都垂直于磁场方向，若该束粒子的比荷 q/m=1.0108C/kg，不计粒子重力. 求：粒子通过磁场的偏向角和时间 . O 问题1.如果不改变磁场，你有哪些方法改变 偏向角？ O1 O2 O3 O4 O v越大，R越大，越小，时 间越短,轨迹越长. O 问题2.粒子以什么角度射入，在磁场中运动 的时间最长？ 问题3.如果磁场不变，要求粒子射出场区的方向 与入射方向的夹角为900，则需要具备什么条件？ 问题3.如果磁场不变，要求粒子射出场区的方向 与入射方向的夹角为900，则需要具备什么条件？ O 磁场区域的半径与电荷 做圆周运动的半径相等 平行会聚于一点平行会聚于一点 一点发散成平行一点发散成平行 R R R r r 区域半径区域半径 R R 与运动半径与运动半径 r r 相等相等 迁移与逆向、对称的物理思想！ x x y y O O E E OO R R 如图所示，方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界，是一个半径为r 的圆，圆心O1在x轴上，OO1距离等于圆的半径。虚线MN平行于x轴 且与圆相切于P点，在MN的上方是正交的匀强电场和匀强磁场，电 场强度的大小为E，方向沿x轴的负方向，磁感应强度为B，方向垂 直纸面向外。有一群相同的正粒子，