高三物理磁場對運動電荷的作用

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上高三物理磁場對運動電荷的作用（第二課時）主備人：韓元華 審核人：趙振營 時間：2011、11 、21考綱要求：洛侖茲力、洛侖茲力的應用 級 洛侖茲力的公式 級 帶電粒子在勻強磁場中的運動 級考綱解讀：縱觀近幾年的高考題可以看出涉及本章知識的題目年年都有，考查最多的是與洛侖茲力有關的帶電粒子在勻強磁場中的運動；洛侖茲力的計算也僅限于速度與磁場垂直的情形。這就要求求解本章問題時要注意分析粒子的受力情景、運動情景，根據(jù)受力和初始條件來確定粒子的運動情況，結合運動情況充分利用數(shù)學知識求解相關問題。學習目標：1會求洛倫茲力的大小，會運用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2會分析洛倫茲

2、力對運動電荷的影響。3. 能夠分析帶電粒子在磁場中的運動情況，并求相關物理量。重難點：帶電粒子在磁場中的運動分析高考重現(xiàn): 2010·新課標·25如圖所示，在0xa、oy范圍內有垂直于xy平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。坐標原點O處有一個粒子源，在某時刻發(fā)射大量質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在xy平面內，與y軸正方向的夾角分布在0范圍內.己知粒子在磁場中做圓周運動的半徑介于到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經歷的時間恰好為粒子在磁場中做圓周運動周期的四分之一.求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的(1)速度大??；(2)速度方向與y

3、軸正方向夾角正弦。 知識梳理：（學生填知識梳理，教師重點講解，重點強調。）一、洛侖茲力1、大?。篎qvBsin(為v與B的夾角)注意： 當vB時，f洛最大，f洛= q B v (f B v三者方向兩兩垂直且力f方向時刻與速度v垂直)導致粒子做勻速圓周運動。當v/ B時，f洛=0做勻速直線運動。只有運動的電荷在磁場中才有可能受洛侖茲力，靜止電荷中磁場中不受洛侖茲力。2、方向：左手定則判定洛倫茲力方向：伸出左手，讓姆指跟四指垂直，且處于同一平面內，讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷運動方向（當是負電荷時，四指指向與電荷運動方向相反）則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向3、特點：不論電荷做什么性

4、質運動，軌跡如何，洛侖茲力只改變速度的方向，不能改變速度的大小，對粒子永不做功。二、帶電粒子在勻強磁場中的運動：1、帶電粒子以平行與磁場的速度進入勻強磁場時，粒子不受洛侖茲力的作用而做 運動。2、帶電粒子以垂直與磁場的速度進入勻強磁場時，粒子在垂直于磁感線的平面以入射速度做勻速圓周運動，其運動所需的向心力全部由 提供。3、思路方法：明確洛侖茲力提供作勻速圓周運動的向心力：q B v = m關健：找圓心、定半徑、畫軌跡。（1）找圓心：（圓心的確定）因f洛一定指向圓心，f洛v過入射點和出射點的速度的垂線過圓心任意一弦的中垂線一定過圓心；兩速度方向夾角的角平分線一定過圓心。（2）定半徑：用幾何知識（

5、勾股定理、三角函數(shù)等）求出半徑大小。（3）畫出軌跡，利用半徑公式 ；周期公式 和幾何關系求運動時間和相關物理。典例探究（學生板書例2，例3，教師重點講解）例1、粒子甲的質量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們在勻強磁場中同一點以大小相等、方向相反的速度開始運動。已知磁場方向垂直紙面向里。以下四個圖中，能正確表示兩粒子運動軌跡的是（ ）××××××××××××××××甲乙A××××

6、;××××××××××××甲乙B××××××××××××××××乙甲C××××××××××××××××乙甲DMNOB例2、如圖直線MN上方有磁感應強度為B的勻強

7、磁場。正、負電子同時從同一點O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場（電子質量為m，電荷為e），它們從磁場中射出時相距多遠？射出的時間差是多少？ yxoBvva例3、一個質量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P(a，0)點以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內的勻強磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。求勻強磁場的磁感應強度B和射出點的坐標。EFGH例4、2010·全國卷·26圖中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為d，電壓為V;兩板之間有勻強磁場，磁場應強度大小為，方向平行于板面并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一邊長為a的正三角形區(qū)域EFG(EF邊

8、與金屬板垂直)，在此區(qū)域內及其邊界上也有勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面朝里。假設一系列電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面，垂直于磁場的方向射入金屬板之間，沿同一方向射出金屬板之間的區(qū)域，并經EF邊中點H射入磁場區(qū)域。不計重力（1）已知這些離子中的離子甲到達磁場邊界EG后，從邊界EF穿出磁場，求離子甲的質量。（2）已知這些離子中的離子乙從EG邊上的I點（圖中未畫出）穿出磁場，且GI長為，求離子乙的質量。選做：（有時間的同學選擇，教師訂正答案）abcdv0mnB1、如圖所示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。一個氫核從ad邊的中點m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場

9、的方向，以一定速度射入磁場，正好從ab邊中點n射出磁場。若將磁場的磁感應強度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個氫核射出磁場的位置是（ ）A在b、n之間某點 B在n、a之間某點C就從a點射出 D在a、m之間某點× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×P B x y O 2、如圖，在x>0、y>0的空

10、間中有恒定的勻強磁場，磁感應強度的方向垂直于oxy平面向里，大小為B?，F(xiàn)有一質量為m電量為q的帶電粒子，在x軸上到原點的距離為x0的P點，以平行于y軸的初速度射入此磁場， 在磁場作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場。不計重力的影響。由這些條件可知 ( )A能確定粒子通過y軸時的位置B能確定粒子速度的大小C能確定粒子在磁場中運動所經歷的時間D以上三個判斷都不對3、如圖12所示，在一個圓形域內，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60°.一質量為m、帶電量為 +q 的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點A1處沿與A1

11、A3成30°角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經過圓心O進入區(qū)，最后再從A4處射出磁場。已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t,求區(qū)和區(qū)中磁感應強度的大?。ê雎粤Ｗ又亓Γ?。高三物理磁場第二課時【當堂檢測】（5分鐘當堂檢測2、3兩題）1、關于帶電粒子所受洛侖茲力f、磁感應強度B和粒子速度v三者之間的關系，下列說法中正確的是（ ）A、f、B、v三者必定均相互垂直B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直vC、B必定垂直于f，但f不一定垂直于vD、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B2、質子(p)和粒子以相同的速率在同一勻強磁場中作勻速圓周運動，軌道半徑分別為Rp和R，周期分別

12、為Tp和T則下列選項正確的是( )A、RpR=12，  TpT=12 B、 RpR=11， TpT=11C、RpR=11，    TpT=12 D、RpR=12，   TpT=113、每時每刻都有大量宇宙射線向地球射來，地磁場可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地球上的生命有十分重要的意義。假設有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場的作用下，它將 ( )A向東偏轉 B向南偏轉C向西偏轉 D向北偏轉4、如圖所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v，若加一個垂直紙面