超全帶電粒子在有界磁場中運動的臨界問題極值問題和多解問題教學文稿

1、高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 磁場磁場超全帶電粒子在有界磁場中運超全帶電粒子在有界磁場中運動的臨界問題極值問題和多解動的臨界問題極值問題和多解問題問題高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 長長高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 不同不同兩種兩種可能可能高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 不同不同高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第

2、八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 周期性周期性高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 規(guī)律總結規(guī)律總結1.1.解決此類問題的關鍵是解決此類問題的關鍵是: :找準臨界點找準臨界點. .2.2.找臨界點的方法是找臨界點的方法是: :以

3、題目中的以題目中的“恰好恰好”“”“最大最大”“”“最高最高”“”“至少至少”等詞語為突等詞語為突破口破口, ,借助半徑借助半徑R和速度和速度v（或磁場（或磁場B）之間的約束關系進行）之間的約束關系進行動態(tài)運動軌跡分析動態(tài)運動軌跡分析, ,確定軌跡圓和邊界的關系確定軌跡圓和邊界的關系, ,找出臨界點找出臨界點, ,然后利用數(shù)學方法求解極值然后利用數(shù)學方法求解極值, ,常用結論如下常用結論如下: :（1 1）剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的）剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌跡與邊界相切軌跡與邊界相切. .（2 2）當速度）當速度v一定時一定時, ,弧長（或弦長）越長

4、弧長（或弦長）越長, ,圓周角越大圓周角越大, ,則則帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長. .（3 3）當速率）當速率v變化時變化時, ,圓周角大的圓周角大的, ,運動時間越長運動時間越長. .高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 SvvBPSvSQPQQ量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài)量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài)P高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 ovBdabcvB量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài)（軌

5、跡與邊界相切）量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài)（軌跡與邊界相切）高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 (1)若使電子源發(fā)射的電子能到達擋若使電子源發(fā)射的電子能到達擋板，則發(fā)射速度最小為多大？板，則發(fā)射速度最小為多大？(2)如果電子源如果電子源S發(fā)射電子的速度為發(fā)射電子的速度為第第(1)問中的問中的2倍，則擋扳上被電子擊中倍，則擋扳上被電子擊中的區(qū)域范圍有多大？的區(qū)域范圍有多大？高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理

6、（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 (1)若要粒子從若要粒子從ab邊上射出，邊上射出，則入射速度則入射速度v0的范圍是多少？的范圍是多少？(2)粒子在磁場中運動的最粒子在磁

7、場中運動的最長時間為多少？長時間為多少？高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新

8、課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）

9、高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理

10、（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 帶電荷量為帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應強度變化的圓周運動的周期與磁感應強度變化的周期都為周期都為T0，不考慮由于磁場變化而，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受重產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受重力求：力求：(1)磁感應強度磁感應強度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，正離子射入磁場時的速板射出磁場，正離子射入磁場時的速度度v0的可能值的可能值高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八

11、章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 高考調(diào)研高考調(diào)研 高三物理（新課標版）高三物理（新課標版）第八章第八章 第第4節(jié)節(jié) 高考調(diào)研高考調(diào)研 小結1. 1.帶電粒子進入有界磁場帶電粒子進入有界磁場, ,運動軌跡運動軌跡為一段弧線為一段弧線. .2.2.當同源粒子垂直進入磁場的運動軌跡當同源粒子垂直進入磁場的運動軌跡3.3.注意圓周運動中的有關對稱規(guī)律注意圓周運動中的有關對稱規(guī)律: :(2) (2) 粒子進入單邊磁場時粒子進入單邊磁場時, ,入射速度與邊界夾角等于出射速入射速度與邊界夾角等于出射速度與邊界的夾角度與邊界的夾角; ;(1) (1) 在圓形磁場區(qū)域內(nèi)在圓形磁場區(qū)域內(nèi), ,沿徑向射入的粒子沿徑向射入的粒子, ,必沿徑