江苏省江阴市成化高级中学高考物理 带电粒子在电场中的运动第1课时复习教案.doc

课题：带电粒子在匀强磁场中的运动【教学目标】1.分析带电粒子在磁场中的极值问题2.解决带电粒子在磁场中的运动问题【教 具】【教学过程】考点一带电粒子在磁场运动的临界与极值问题典例剖析1磁感应强度的极值问题例1 如图1所示，一带正电的质子以速度v0从o点垂直射入，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场已知两板之间距离为d，板长为d，o点是板的正中间，为使质子能从两板间射出，试求磁感应强度应满足的条件(已知质子的带电荷量为e，质量为m)2偏角的极值问题例2 在真空中，半径r3102 m的圆形区域内有匀强磁场，方向如图2所示，磁感应强度b0.2 t，一个带正电的粒子以初速度v01106 m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场，已知该粒子的比荷1108 c/kg，不计粒子重力(1)求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径；(2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时v0与ab的夹角及粒子的最大偏转角3时间的极值问题例3如图3所示，m、n为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值静止的带电粒子带电荷量为q，质量为m(不计重力)，从点p经电场加速后，从小孔q进入n板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为b，方向垂直于纸面向外，cd为磁场边界上的一绝缘板，它与n板的夹角为45，孔q到板的下端c的距 图3离为l，当m、n两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在cd板上，求：(1)两板间电压的最大值um；(2)cd板上可能被粒子打中的区域的长度x；(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.4面积的极值问题例4如图4所示，质量为m，电荷量为e的电子从坐标原点o处沿xoy平面射入第一象限内，射入时的速度方向不同，但大小均为v0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xoy平面的匀强磁场，磁感应强度大小为b，若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y轴平行的荧光屏mn上，求： (1)电子从y轴穿过的范围； (2)荧光屏上光斑的长度；(3)所加磁场范围的最小面积考点二带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180从入射面边界反向飞出，如图7所示，于是形成了多解4运动的往复性形成多解典例剖析1带电粒子性质的不确定形成多解例5如图9所示，直线边界mn上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，磁场区域足够大今有一质量为m，带电荷量为q的带电粒子，从边界mn上某点垂直磁场方向射入，射入时的速度大小为v，方向与边界mn的夹角为，求图9带电粒子在磁场中的运动时间2磁场方向不确定形成多解例6某电子以固定的正点电荷为圆心在匀强磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受正点电荷的电场力是洛伦兹力的3倍若电子电荷量为e、质量为m，磁感应强度为b，不计重力，则电子运动的角速度可能是()a. b. c. d.3运动方向不确定形成多解例7如图10所示，绝缘摆线长为l，摆球带正电(电荷量为q，质量为m)悬于o点，当它在磁感应强度为b的匀强磁场中来回摆动经过最低点c时速率为v，则摆线的拉力为多大？4运动的往复性形成多解例8如图11所示，在noq范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场，在moq范围内有垂直于纸面向外的匀强磁场，m、o、n在一条直线上，moq60，这两个区域磁场的磁感应强度大小均为b.离子源中的离子带电荷量为q，质量为m，通过小孔o1进入两板间电压为u的加速电场区域(可认为初速度为零)，离子经电场加速后由小孔o2射出，再从o点进入磁场区域，此时速度方向沿纸面垂直于磁场边界mn，不计离子的重力(1)若加速电场两板间电压uu0，求离子进入磁场后做圆周运动的半径r0；(2)在oq上有一点p，p点到o点距离为l，若离子能通过p点，求加速电压u和从o点到p点的运动时间思维突破多解问题的审题正确解答多解问题的前提和关键是审题，只有细致、周密、准确的审题，才能体会出题目中条件的不确定因素，从而把题目定性为多解问题而进行讨论分析审题时应克服习惯性思维或先入为主的思维模式，想当然地认为带电粒子就是带正电，粒子运动就