高三物理磁场专题复习课件.ppt

磁场专题复习 有关带电粒子在磁场中运动轨迹的分析 粒子在磁场中做匀速圆周运动的两个基本公式 1 圆周运动的半径 2 圆周运动的周期 一 圆心的确定 方法1 如图1所示 图中p为带电粒子 m q 入射点 m为出射点 已知入射方向和出射方向时 如何确定圆心o 结论始末速度方向的垂线的交点 o 方法2 如图2所示 图中p为带电粒子 m q 入射点 m为出射点 已知入射方向和出射点的位置时 如何确定圆心o 结论初速度方向的垂线与始末位置连线的中垂线的交点 o 一 几何关系 o 2 2 运动时间的确定 r r 1 明确 几何圆中的几个角度关系 弦切角 圆心角与偏转角之间的关系 带电粒子在磁场中的圆周运动基本类型 一 带电粒子在半无界磁场中的运动 1 垂直进入 2 有角度进入 例题1 如图直线mn上方有磁感应强度为b的匀强磁场 正 负电子同时从同一点o以与mn成30 角的同样速度v射入磁场 电子质量为m 电荷为e 它们从磁场中射出时相距多远 射出的时间差是多少 m n b o v 带电粒子在半无界磁场中的运动 s 2r 2mv bet 4m 3be 2m qb 二 带电粒子在矩形磁场中的偏转 穿过矩形磁场区 要先画好辅助线 半径 速度及延长线 由sin l r求出 由r2 l2 r y 2解出 由得出 比较学习 这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论一样吗 思考 o1为线段ef的中点吗 你的结论是什么 你能证明吗 课后试一试 偏转角 侧移量y 经历时间t 例题2 如图所示 一束电子 电量为e 以速度v垂直射入磁感应强度为b 宽度为d的匀强磁场 穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300 求 1 电子的质量m 2 电子在磁场中的运动时间t d b e v 带电粒子在矩形磁场区域中的运动 v 变化1 在上题中若电子的电量e 质量m 磁感应强度b及宽度d已知 若要求电子不从右边界穿出 则初速度v0有什么要求 b e d b v dbe m 变化2 若初速度向下与边界成 600 则初速度有什么要求 v 2dbe m 变化3 若初速度向上与边界成 600 则初速度有什么要求 v 2dbe 3m 练习1 已知 q m v0 d l b 求 要求粒子最终飞出磁场区域 对粒子的入射速度v0有何要求 v 5qbl 4mv qbl 4m 带电粒子在圆形磁场区域中的运动 例题3 电视机的显像管中 电子束的偏转是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点而打到屏幕的中心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b应为多少 带电粒子在磁场中运动的多解问题 练习2 如图所示 第一象限范围内有垂直于xoy平面的匀强磁场 磁感应强度为b 质量为m 电量大小为q的带电粒子在xoy平面里经原点o射入磁场中 初速度v0与x轴夹角 60 试分析计算 1 带电粒子从何处离开磁场 穿越磁场时运动方向发生的偏转角多大 2 带电粒子在磁场中运动时间多长 若电荷带正电 若电荷带负电 偏转角120 偏转角60 练习3 如图所示 在y 0的区域内存在匀强磁场 磁场方向垂直于xy平面并指向纸面向里 磁感强度为b 一带负电的粒子 质量为m 电荷量为q 以速度v0从o点射入磁场 入射方向在xy平面内 与x轴正向的夹角为 求 1 该粒子射出磁场的位置 2 该粒子在磁场中运动的时间 粒子所受重力不计 典型例题 分析与解 关键 画轨迹图找几何关系 练习4 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的p a 0 点以速度v 沿与x正方向成60 的方向射入第一象限内的匀强磁场中 并恰好垂直于y轴射出第一象限 求匀强磁场的磁感应强度b和射出点的坐标 射出点坐标为 0 练习5 如图是某离子速度选择器的原理示意图 在一半径为r 10cm的圆形筒内有b 1 10 4t的匀强磁场 方向平行于轴线 在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a b分别作为入射孔和出射孔 现有一束比荷为q m 2 1011c kg的正离子 以不同角度 入射 最后有不同速度的离子束射出 其中入射角 30 且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v大小是 a 4 105m sb 2 105m sc 4 106m sd 2 106m s c 解见下页 解 作入射速度的垂线与ab的垂直平分线交于o 点 o 点即为轨迹圆的圆心 画出离子在磁场中的轨迹如图示 ao b 2 60 r 2r 0 2m 练习6 电量为q 质量为m的带正电粒子在xoy平面上沿着y a的直线以速度u经y轴上的p点运动到xoy平面上的第一象限内 要求在第一象限内设置磁感应强度为b的一个圆形区域 使带电粒子发生偏转 最后经x轴上的m点 xm 2a 射出 且偏转角 60 如图所示 试求能达到此目的的最小圆形磁场区域的半径 练习7 如图所示 在垂直于坐标平面的范围内有足够大的匀强磁场 磁感应强度为b 方向向里 一带正电荷为q的粒子 质量为m 从o点以某一速度垂直射入磁场 其轨迹与x y轴的交点a c 到o点的距离分别为a b 试求 1 初速度方向与x轴夹角 2 初速度的大小 o a b 练习7 如图所示 一个质量为m 电量为q的正离子 从a点正对着圆心o以速度v射入半径为r