磁场典型例题.ppt

1、a,1,专题九磁场,例1(2013高考新课标全国卷)如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60，则粒子的速率为(不计重力)(),a,2,2(2013高考新课标全国卷)空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为() A.B. C.

2、D.,a,3,3(2013高考大纲全国卷) 如图所示，虚线OL与y轴的夹角为60，在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子从左侧平行于x轴射入磁场，入射点为M.粒子在磁场中运动的轨道半径为R.粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点(图中未画出)，且R.不计重力求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间,a,4,4(2013高考天津卷) 一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O.筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N，其中M板带正电荷，N板带等量负电荷质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的

3、P处由静止释放，经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求： (1)M、N间电场强度E的大小； (2)圆筒的半径R； (3)保持M、N间电场强度E不变，仅将M板向上平移d，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放，粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n.,a,5,第2讲带电粒子在复合场中的运动,一、带电粒子在复合场中的运动规律 1两种场模型 (1)组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠的情况 (2)复合场模型：电场、磁场、重力场(

4、或其中两种场)并存于同一区域的情况,a,6,2三种场的特点,a,7,3.四种常见运动形式,a,8,a,9,注意：微观粒子(如电子、质子、离子)一般都不计重力；对带电小球、液滴、金属块等实际的物体没有特殊交代时，应当考虑其重力；对未知名的、题中又未明确交代的带电粒子，是否考虑其重力，则应根据题给的物理过程及隐含条件具体分析后作出符合实际的决定,a,10,三、带电粒子在复合场中运动的处理方法 1当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解；当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能定理或能量

5、守恒定律列方程求解,a,11,2由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，往往出现临界问题，此时应以题目中出现的“恰恰”、“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口挖掘隐含条件，分析可能的情况，必要时可画出几个不同情况下的轨迹，再根据临界条件列出辅助方程，最后与其他方程联立求解,a,12,3带电粒子在交变电场或磁场中的运动情况比较复杂，其运动情况不仅与场变化的规律有关，还与粒子进入场的时刻有关，一定要从粒子的受力情况入手，分析清楚粒子在不同时间间隔内的运动情况若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间，则在粒子穿越电场的过程中，电场可作匀强电场处理,a,13,热点题型示例,1“组合场”的

6、特点 组合场是指电场与磁场同时存在，但各位于一定的区域内且并不重叠的情况带电粒子在一个场中只受一个场力的作用,a,14,2“组合场”问题的处理方法 对于带电粒子在分区域的电场、磁场中的运动，处理办法最简单的就是进行分段处理，关键是要注意在两种区域的交界处的边界问题的处理与运动的连接问题,a,15,3解题步骤 (1)分析带电粒子在每个场中的受力情况及运动规律 (2)正确画出粒子的运动轨迹，并标出在交界位置的速度的方向 (3)利用各自场中的运动规律列方程求解,a,16,1如图所示，在第象限内有水平向右的匀强电场，在第、象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等有一个带正电的带电粒子以垂直

7、于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45角进入磁场，又恰好垂直进入第象限的磁场已知OP之间的距离为d，则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为,AB(25) C(2)D(2),a,17,【范例】(15分)如图所示，在空间有一直角坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线OP是它们的理想边界，OP上方区域中磁场的磁感应强度为B.一质量为m，电荷量为q的质子(不计重力，不计质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30角的方向垂直磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直

8、打在x轴上的Q点(图中未画出)，试求：(1)区域中磁场的磁感应强度大小； (2)Q点到O点的距离,a,18,a,19,a,20,2(2013高考北京卷)如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场带电量为q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动忽略重力的影响，求： (1)匀强电场场强E的大小； (2)粒子从电场射出时速度v的大小； (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R.,a,21,(2011年浙江高三试题调研)在xOy平面内，第象限内的直线OM是电场与磁场的边界，OM与x轴负方向成45

9、角在x0且OM的左侧空间存在着沿x轴负方向的匀强电场E，场强大小为0.32 N/C，在y0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1 T，如图322所示一不计重力的带负电微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v02103 m/s的初速度进入磁场，已知微粒的带电荷量为q51018 C，质量为m11024 kg，求： (1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标； (2)带电微粒在磁场区域运动的总时间； (3)带电微粒最终离开电、 磁场区域的位置坐标,a,22,4.(2013高考安徽卷),如图所示的平面直角坐标系xOy，在第象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第象

10、限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第象限，且速度与y轴负方向成45角，不计粒子所受的重力 求： (1)电场强度E的大小； (2)粒子到达a点时速度的大小和方向； (3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值,a,23,5.如图所示，坐标系xoy位于竖直平面内，所在空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电

11、场，场强大小为E一个带电油滴经图中x轴上的M点，沿着直线MP做匀速运动，图中=30，经过P点后油滴进入x0的区域，要使油滴在x0的区域内做匀速圆周运动，需要在该区域内加一个匀强电场若带电油滴沿弧PN做匀速圆周运动，并垂直于x轴通过轴上的N点已知重力加速度为g（1）判断油滴的带电性质；（2）求油滴运动的速率；（3）求在x0的区域内所加电场的场强；（4）求油滴从M点出发运动到N点所用的时间,a,24,6(2011年试题调研)如图324所示，空间内存在水平向右的匀强电场，在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的小颗粒自A点由静止开始运动，刚好沿直线运动至光

12、滑绝缘水平面的C点，与水平面碰撞的瞬间小颗粒的竖直分速度立即减为零，而水平分速度不变，小颗粒运动至D处刚好离开水平面，然后沿图示曲线DP轨迹运动，AC与水平面的夹角30，重力加速度为g，求： (1)匀强电场的场强E； (2)AD之间的水平距离d； (3)已知小颗粒在轨迹DP上某处的最大速度为vm，该处轨迹的曲率半径是距水平面高度的k倍，则该处的高度为多大？,a,25,如图所示，在真空室中平面直角坐标系的y轴竖直向上，x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称，PQ间的距离d=30cm。坐标系所在空间存在一匀强电场，场强的大小E=1.0N/C。一带电油滴在xOy平面内，从P点与x轴成30的夹角射出，该

13、油滴将做匀速直线运动，已知油滴的速度v=2.0m/s射出，所带电荷量q=1.010-7C，重力加速度为g=10m/s2。 （1）求油滴的质量m。 （2）若在空间叠加一个垂直于xOy平面的圆形有界匀强磁场，使油滴通过Q点，且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁场的磁感应强度大小为B=2.0T，求： a油滴在磁场中运动的时间t； b圆形磁场区域的最小面积S。,a,26,空间存在的电场或磁场是随时间周期性变化的，一般呈现“矩形波”的特点交替变化的电场及磁场会使带电粒子顺次历经不同特点的电场或磁场或叠加的场从而表现出“多过程”现象其特点相对隐蔽分析时应注意以下两点：,a,27,(1)仔细确定各场的变化特点及相应的时间，其变化周期一般与粒子在磁场中的运动周期关联； (2)必要时，把粒子的运动过程还原成一个直观草图进行分析,a,28,(2010年高考安徽卷)如图326甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙