2018_2019学年高中物理 磁场习题课带电粒子在有界磁场中的运动课件新人教版 .pptx

1、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

2、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rd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rd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

3、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(q0)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

4、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

5、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

6、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