高二物理人教选修31课件第3章磁场本章整合

1、本章整合,专题一,专题二,带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由于某些条件不确定,使问题出现多解。 1.带电粒子电性不确定形成多解 带电粒子由于电性不确定,在初速度相同的条件下,正、负带电粒子在磁场中运动轨迹不同,形成双解。 2.磁场方向不确定形成多解 带电粒子在磁场方向不同的磁场中,所受洛伦兹力的方向是不同的,在磁场中运动的轨迹就不同,若题目中只告诉磁感应强度的大小,而未具体指出磁感应强度的方向,此时必须考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解。,专题一,专题二,3.临界状态不唯一形成多解 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,可能会从不同的位置穿越边界,临

2、界状态不唯一形成多解。,专题一,专题二,【例1】 如图甲所示,M、N为竖直放置、彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O,且正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一束正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子的质量为m、电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力。求: (1)磁感应强度B0的大小; (2)要使正离子从O孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值。,专题一,专题二,点拨:先分析正离子在变化的磁场中的运动性质,明

3、确物理过程,然后判断出要使正离子垂直于N板射出磁场,必须让正离子从O孔垂直于M板射入磁场,且在磁场中运动的时间正好是磁场变化周期的整数倍。,专题一,专题二,专题一,专题二,复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存,或分区域存在的某一空间。粒子经过该空间时可能受到的力有重力、静电力和洛伦兹力。处理带电粒子(带电体)在复合场中运动问题的方法:,专题一,专题二,1.正确分析带电粒子(带电体)的受力特征 带电粒子(带电体)在复合场中做什么运动,取决于带电粒子(带电体)所受的合外力及其初始速度。带电粒子(带电体)在磁场中所受的洛伦兹力还会随速度的变化而变化,而洛伦兹力的变化可能会引起带电粒子(

4、带电体)所受的其他力的变化,因此应把带电粒子(带电体)的运动情况和受力情况结合起来分析,注意分析带电粒子(带电体)的受力和运动的相互关系,通过正确的受力分析和运动情况分析,明确带电粒子(带电体)的运动过程和运动性质,选择恰当的运动规律解决问题。,专题一,专题二,2.灵活选用力学规律 (1)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动时,根据平衡条件列方程求解。 (2)当带电粒子(带电体)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求解。 (3)当带电粒子(带电体)在复合场中做非匀变速曲线运动时,常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。,专题一,专题二,【例2】 如图所示,磁流体发电机原理示意图。设平行金属板间距为d,发电通道长为a、宽为b,其间有匀强磁场,磁感应强度为B,导电流体的流速为v,电阻率为,负载电阻为R,导电流体从一侧沿垂直磁场且与极板平行方向射入极板间,求: (1)该发电机产生的电动势E; (2)负载R上的电流I; (3)磁流体发电机总功率P。 点拨:磁流体发电机也是洛伦兹力知识具体的、综合的应用,在处理这