高中物理 第三章 磁场 习题课带电粒子在有界磁场中的运动课件 新人教版选修31.ppt

习题课 带电粒子在有界磁场中的运动 带电粒子在有界磁场中的运动 知识必备 知识点一 1 求解带电粒子在有界磁场中做圆周运动的问题时 要按照 画轨迹 找 求半径 利用几何关系 的基本思路进行 解题过程中注意对称性的应用 2 带电粒子在有界磁场中做圆周运动的解题技巧 1 刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界 2 在矩形磁场区域内 从同一边界射入的粒子从同一边界射出时 射出时与射入时相比 速度与边界的夹角 在圆形磁场区域内 沿径向射入的粒子必沿径向射出 圆心 相切 相等 电偏转 和 磁偏转 的比较 知识必备 知识点二 变力 恒力 续表 知识必备 学习互动 考点一 带电粒子在直线边界匀强磁场中的运动 想一想 带电粒子穿越直线边界匀强磁场的边界时 有何特点 学习互动 要点总结 1 有单平面边界的磁场问题从单平面边界垂直磁场射入的正 负粒子重新回到边界时的速度大小 速度方向和边界的夹角与射入磁场时相同 2 有双平行平面边界的磁场问题带电粒子由边界上p点以如图x3 1所示方向进入磁场 1 当磁场宽度d与轨迹圆半径r满足r d时 如图中的r1 粒子在磁场中做半圆周运动后由进入磁场时的边界上的q1点飞出磁场 学习互动 2 当磁场宽度d与轨迹圆半径r满足r d时 如图中的r2 粒子将从另一边界上的q2点飞出磁场 图x3 1 例1如图x3 2所示 直线mn上方存在着垂直纸面向里 磁感应强度为b的匀强磁场 质量为m 电荷量为 q q 0 的粒子1在纸面内以速度v1 v0从o点射入磁场 其方向与mn的夹角 30 质量为m 电荷量为 q的粒子2在纸面内以速度v2 v0也从o点射入磁场 其方向与mn的夹角 60 已知粒子1 2同时到达磁场边界的a b两点 图中未画出 不计粒子的重力及粒子间的相互作用 1 求两粒子在磁场边界上的穿出点a b之间的距离d 2 求两粒子进入磁场的时间间隔 t 学习互动 图x3 2 学习互动 例2如图x3 3所示 在真空中宽为d的区域内有匀强磁场 磁感应强度为b 质量为m 带电荷量为e 速率为v0的电子从边界cd外侧垂直射入磁场 入射方向与cd边夹角为 为了使电子能从磁场的另一边界ef射出 v0满足的条件是什么 不计重力作用 学习互动 图x3 3 学习互动 想一想 带电粒子穿越圆形边界匀强磁场的边界时 有何特点 学习互动 带电粒子在圆形边界匀强磁场中的运动 考点二 要点总结 1 在圆形匀强磁场区域内 沿径向对准磁场圆心射入的粒子一定沿径向射出 如图x3 4所示 磁场圆半径为r 粒子轨迹圆半径为r 带电粒子从p点对准磁场圆心o射入 由几何知识容易证明粒子从q点飞出的速度方向的反向延长线必过磁场圆心o点 2 带电粒子入射方向偏离圆形匀强磁场圆心射入的问题处理这类问题时一定要分清磁场圆和轨迹圆 并要注意区分轨迹圆的圆心和圆形边界匀强磁场的圆心 学习互动 图x3 4 1 当粒子沿图x3 5甲所示轨迹运动时 粒子在磁场中运动时间最长 速度偏转角最大 2 由图甲看出 在轨迹圆半径和速度偏转角一定的情况下 可实现此偏转的最小磁场圆是以pq为直径的圆 3 如图乙所示 由几何知识很容易证明 当r r时 相同带电粒子从p点沿纸面内不同方向射入磁场 它们离开磁场时的方向却是平行的 学习互动 甲乙 图x3 4 学习互动 例3在以坐标原点o为圆心 半径为r的圆形区域内 存在磁感应强度大小为b 方向垂直于纸面向里的匀强磁场 如图x3 6所示 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点a处以速度v沿x轴负方向射入磁场 它恰好从磁场边界与y轴的交点c处沿y轴正方向飞出 1 请判断该粒子带何种电荷 并求出其比荷 2 若磁场的方向和所在空间范围不变 而磁感应强度的大小变为b 该粒子仍从a处以相同的速度射入磁场 但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60 角 求磁感应强度b 为多大 此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少 图x3 6 学习互动 备用习题 图x3 9 备用习题 备用习题 备用习题 备用习题 备用习题 图x3 11 备用习题 图x3 12 自我检测 1 带电粒子在磁场中运动轨迹分析 多选 图x3 7是比荷相同的两粒子从o点垂直进入直线边界匀强磁场区域的运动轨迹 下列说法正确的是 a a带正电 b带负电b a的电