四川省昭觉中学高考物理第一轮复习 第八章 磁场 第2节 磁场对运动电荷的作用课件 .ppt

f qe f qvb v b 大小 电荷处在电场中 v 0且v不与b平行 产生条件 电场力 洛伦兹力 可能做正功 负功 也可能不做功 任何情况下都不做功 做功情况 正电荷受力与电场方向相同 负电荷受力与电场方向相反 一定是f b f v 与电荷电性无关 力方向与场方向的关系 电场力 洛伦兹力 要点二带电粒子在匀强磁场中的运动 1 圆心的确定 1 已知入射点 入射方向和出射点 出射方向时 可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线 两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心 如图8 2 4甲所示 2 已知入射方向和入射点 出射点的位置时 可以通过入射点作入射方向的垂线 连接入射点和出射点 作其中垂线 这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心 如图8 2 4乙所示 3 带电粒子在不同边界磁场中的运动 直线边界 进出磁场具有对称性 如图8 2 5所示 平行边界 存在临界条件 如图8 2 6所示 圆形边界 沿径向射入必沿径向射出 如图8 2 7所示 2 半径的确定和计算 利用平面几何关系 求出该圆的可能半径 或圆心角 求解时注意以下几个重要的几何特点 1 粒子速度的偏向角 等于圆心角 并等于ab弦与切线的夹角 弦切角 的2倍 如图8 2 8 即 2 t 2 直角三角形的应用 勾股定理 找到ab的中点c 连接oc 则 aoc boc都是直角三角形 3 运动时间的确定 典例 如图8 2 9所示 虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度为b 一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场 电子束经过磁场区后 其运动方向与原入射方向成 角 设电子质量为m 电荷量为e 不计电子之间相互作用力及所受的重力 求 1 电子在磁场中运动轨迹的半径r 2 电子在磁场中运动的时间t 3 圆形磁场区域的半径r 审题指导 第一步 抓关键点 沿半径方向入射 一定会沿半径方向射出 为偏向角等于轨道圆弧所对圆心角 第二步 找突破口 应根据洛伦兹力提供向心力求解 可根据几何关系求解 方法规律 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法 三步法 要点四带电粒子在有界磁场中的临界极值问题 多维探究 一 半无界磁场 典例1 多选 2012 江苏高考 如图8 2 17所示 mn是磁感应强度为b的匀强磁场的边界 一质量为m 电荷量为q的粒子在纸面内从o点射入磁场 若粒子速度为v0 最远可落在边界上的a点 下列说法中正确的有 a 若粒子落在a点的左侧 其速度一定小于v0b 若粒子落在a点的右侧 其速度一定大于v0c 若粒子落在a点左右两侧d的范围内 其速度不可能小于v0 qbd 2md 若粒子落在a点左右两侧d的范围内 其速度不可能大于v0 qbd 2m 当粒子落在a的左侧时 由于不一定是垂直入射 所以速度可能等于 大于或小于v0 a错误 要点四带电粒子在有界磁场中的临界极值问题 多维探究 二 四分之一平面磁场 典例2 如图8 2 18所示 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轴正方向成60 角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 要点四带电粒子在有界磁场中的临界极值问题 多维探究 三 矩形磁场 典例3 多选 如图8 2 19所示 在一矩形区域内 不加磁场时 不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入 穿过此区域的时间为t 若加上磁感应强度为b 垂直纸面向外的匀强磁场 带电粒子仍以原来的初速度入射 粒子飞出磁场时偏离原方向60 利用以上数据可求出下列物理量中的 a 带电粒子的比荷b 带电粒子在磁场中运动的周期c 带电粒子的初速度d 带电粒子在磁场中运动的半径 要点四带电粒子在有界磁场中的临界极值问题 多维探究 四 正方形磁场 典例4 多选 2011 海南高考 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场 图8 2 20中的正方形为其边界 一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从o点入射 这两种粒子带同种电荷 它们的电荷量 质量均不同 但其比荷相同 且都包含不同速率的粒子 不计重力 下列说法中正确的是 a 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同b 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同c 在磁场中运动时间相同的粒子 其运动轨迹一定相同d 在磁场中运动时间越长的粒子 其轨迹所对的圆心角一定越大 要点四带电粒子在有界磁场中的临界极值问题 多维探究 五 半圆形磁场 典例5 如图8 2 21所示 长方形abcd长ad 0 6m 宽ab 0 3m o e分别是ad bc的中点 以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场 边界上无磁场 磁感应强度b 0 25t 一群不计重力 质量m 3 10 7kg 电荷量q 2 10 3c的带电粒子以速度v 5 102m s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域 则 a 从od边射入的粒子 出射点全部分布在oa边b 从ao边射入的粒子 出射点全部分布在ab边c 从od边射入