2019屆一輪復(fù)習(xí)魯科版-------帶電粒子在磁場中運動的多解問題----課件(20張)

1、熱點突破：熱點突破：帶電粒子在磁場中運動帶電粒子在磁場中運動的的多解問題多解問題 1.熱點透析熱點透析 2.典例剖析典例剖析 3.規(guī)律方法規(guī)律方法 4.跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練第八章第八章 磁場磁場 5.真題演練真題演練一、熱點透析一、熱點透析1.熱點透析熱點透析一、一、帶電粒子在勻強磁場中運動的多解問題帶電粒子在勻強磁場中運動的多解問題1. 帶電粒子電性不確定形成多解：帶電粒子電性不確定形成多解：受洛倫茲受洛倫茲力作用的帶電粒子力作用的帶電粒子,可能帶正電可能帶正電,也可能帶負電也可能帶負電,在相同的初速度的條件下在相同的初速度的條件下,正、負粒子在磁場正、負粒子在磁場中運動的軌跡不同，形成多解如圖

2、示中運動的軌跡不同，形成多解如圖示,帶電帶電粒子以速度粒子以速度v垂直進入勻強磁場垂直進入勻強磁場,如果帶正電如果帶正電,其軌跡為其軌跡為a；如果帶負電；如果帶負電,其軌跡為其軌跡為b.2. 磁場方向不確定形成多解：磁場方向不確定形成多解：有些題目只有些題目只告訴了磁感應(yīng)強度的大小告訴了磁感應(yīng)強度的大小,而未具體指出磁而未具體指出磁感應(yīng)強度的方向感應(yīng)強度的方向,此時必須考慮因磁感應(yīng)強此時必須考慮因磁感應(yīng)強度方向不確定而形成的多解如圖示，帶度方向不確定而形成的多解如圖示，帶正電粒子以速率正電粒子以速率v垂直進入勻強磁場，如果垂直進入勻強磁場，如果B垂直于紙面向里，其軌跡為垂直于紙面向里，其軌跡為

3、a；如果；如果B垂垂直于紙面向外，其軌跡為直于紙面向外，其軌跡為b.3. 臨界狀態(tài)不唯一形成多解：臨界狀態(tài)不唯一形成多解：帶電粒子帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓弧狀，因此，它可于粒子運動軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過180從入射從入射界面這邊反向飛出，如圖所示，于是形界面這邊反向飛出，如圖所示，于是形成了多解成了多解.4. 運動的周期性形成多解：運動的周期性形成多解：帶電粒子帶電粒子在磁場或部分是電場、部分是磁場的在磁場或部分是電場、部分是磁場的空間運動時，運動往往具有周期性，空間運動時，運動

4、往往具有周期性，從而形成多解，如圖所示從而形成多解，如圖所示二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析【例例2】如如圖甲示圖甲示,M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板為豎直放置且彼此平行的兩塊平板,板間距離板間距離為為d,兩兩板中央各有一個小孔板中央各有一個小孔O、O正對正對,在兩板間有垂直于紙面方向的在兩板間有垂直于紙面方向的磁場磁場,磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示,設(shè)垂直紙面向里的磁場方設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向為正方向向.有有一群正離子在一群正離子在t0時垂直于時垂直于M板從小孔板從小孔O射入射入磁場磁場.已知已知正離子質(zhì)量為正離子質(zhì)量為m、帶

5、電荷量為、帶電荷量為q,正離子在磁場中做勻速圓周運動的周正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應(yīng)強度變化的周期都為期與磁感應(yīng)強度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受重力求：場的影響，不計離子所受重力求：(1)磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B0的大??；的大?。?2)要使正離子從要使正離子從O孔垂直于孔垂直于N板射出磁場，板射出磁場，正離子射入磁場時的速度正離子射入磁場時的速度v0的可能值的可能值多解問題多解問題正離子在正離子在MN之間可之間可能會有怎樣的運動能會有怎樣的運動情況如何？情況如何？轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題三、規(guī)律方法三、規(guī)律方

6、法3.規(guī)律方法規(guī)律方法方法提煉方法提煉(1)明確帶電粒子的電性和磁場方向；明確帶電粒子的電性和磁場方向；(2)正確找出帶電粒子運動的臨界狀態(tài)；正確找出帶電粒子運動的臨界狀態(tài)；(3)結(jié)合帶電粒子的運動軌跡利用圓周運動的周期性進行分結(jié)合帶電粒子的運動軌跡利用圓周運動的周期性進行分析計算。析計算?！咀兪接?xùn)練變式訓(xùn)練3】如圖示，在如圖示，在x軸上方有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為軸上方有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B；x軸下方有一勻強電場，電場強度為軸下方有一勻強電場，電場強度為E。屏。屏MN與與y軸平行且軸平行且相距相距L。一質(zhì)量。一質(zhì)量m，電荷量為，電荷量為e的電子，在的電子，在y軸上某點軸上某點A自靜止釋

7、自靜止釋放，如果要使電子垂直打在屏放，如果要使電子垂直打在屏MN上，那么：上，那么：(1)電子釋放位置與原點電子釋放位置與原點O的距離的距離s需滿足什么條件？需滿足什么條件？(2)電子從出發(fā)點到垂直打在屏上需要多長時間？電子從出發(fā)點到垂直打在屏上需要多長時間？多解問題多解問題電子在電場與磁場中分電子在電場與磁場中分別怎樣運動才能垂直打別怎樣運動才能垂直打在屏在屏MN上？上？轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 解析解析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題四、跟蹤訓(xùn)練四、跟蹤訓(xùn)練4.跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】一足夠長的矩形區(qū)域一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度為內(nèi)充滿磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，矩形區(qū)域的左邊界方向垂

8、直紙面向里的勻強磁場，矩形區(qū)域的左邊界ad寬為寬為L，現(xiàn)，現(xiàn)從從ad中點中點O垂直于磁場射入一帶電粒子，速度大小為垂直于磁場射入一帶電粒子，速度大小為v0，方向與，方向與ad邊夾角為邊夾角為30，如圖示已知粒子的電荷量為，如圖示已知粒子的電荷量為q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m(重力重力不計不計)(1)若粒子帶負電，且恰能從若粒子帶負電，且恰能從d點射出磁場，求點射出磁場，求v0的大??；的大?。?2)若粒子帶正電，使粒子能從若粒子帶正電，使粒子能從ab邊射出磁場，求邊射出磁場，求v0的取的取值范圍及粒子在磁場中運動的最長時間是多少？值范圍及粒子在磁場中運動的最長時間是多少？轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題【跟蹤訓(xùn)

9、練跟蹤訓(xùn)練】如圖所示如圖所示,在在NOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場場,在在MOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場范圍內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場，M、O、N在一條直線上在一條直線上,MOQ60,這兩個區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度大小這兩個區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度大小均為均為B。離子源中的離子帶電荷量為。離子源中的離子帶電荷量為q,質(zhì)量為質(zhì)量為m,通過小孔通過小孔O1進入進入兩板間電壓為兩板間電壓為U的加速電場區(qū)域的加速電場區(qū)域(可認為初速度為零可認為初速度為零)，離子經(jīng)電場，離子經(jīng)電場加速后由小孔加速后由小孔O2射出射出,再從再從O點進入磁場區(qū)域點進入磁場區(qū)域,此時速度

10、方向沿紙此時速度方向沿紙面垂直于磁場邊界面垂直于磁場邊界MN,不計離子的重力。不計離子的重力。(1)若加速電場兩極板間電壓若加速電場兩極板間電壓UU0，求離子進入磁場后做圓周運動的半徑求離子進入磁場后做圓周運動的半徑R0；(2)在在OQ上有一點上有一點P，P點到點到O點的點的距離為距離為L，若離子能通過，若離子能通過P點點,求加求加速電壓速電壓U和從和從O點到點到P點的運動時間。點的運動時間。轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題五、真題演練五、真題演練5.真題演練真題演練【真題真題】 (2014江蘇卷，江蘇卷，14)某裝置用磁場控制帶電粒子的運動某裝置用磁場控制帶電粒子的運動,工作原工作原理如圖示。裝置的

11、長為理如圖示。裝置的長為L，上下兩個相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，上下兩個相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為磁感應(yīng)強度大小均為B、方向與紙面垂直且相反、方向與紙面垂直且相反,兩磁場的間距為兩磁場的間距為d。裝。裝置右端有一收集板置右端有一收集板,M、N、P為板上的三點為板上的三點,M位于軸線位于軸線OO上，上，N、P分分別位于下方磁場的上、下邊界上。在紙面內(nèi)，質(zhì)量為別位于下方磁場的上、下邊界上。在紙面內(nèi)，質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入,方向與軸線成方向與軸線成30角，經(jīng)過角，經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次上方的磁場區(qū)域一次,恰好到達恰好到達P點。改變粒子入射速度的大小點。改變粒子入射速度的大小,可以控可以控制粒子到達收集板上的位置。不計粒子的重力。制粒子