高考物理總復(fù)習 磁場第3節(jié)（課時2）帶電粒子在勻強磁場中運動的臨界及多解問題：帶電粒子在磁場中運動的多解問題課件魯科版.pptx

1、熱點突破： 帶電粒子在磁場中運動的多解問題,1.熱點透析,2.典例剖析,3.規(guī)律方法,4.跟蹤訓(xùn)練,第八章 磁場,5.真題演練,一、熱點透析,1.熱點透析,一、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：受洛倫茲力作用的帶電粒子,可能帶正電,也可能帶負電,在相同的初速度的條件下,正、負粒子在磁場中運動的軌跡不同，形成多解如圖示,帶電粒子以速度v垂直進入勻強磁場,如果帶正電,其軌跡為a；如果帶負電,其軌跡為b.,2. 磁場方向不確定形成多解：有些題目只告訴了磁感應(yīng)強度的大小,而未具體指出磁感應(yīng)強度的方向,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，帶正電粒子以

2、速率v垂直進入勻強磁場，如果B垂直于紙面向里，其軌跡為a；如果B垂直于紙面向外，其軌跡為b.,3. 臨界狀態(tài)不唯一形成多解：帶電粒子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，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過180從入射界面這邊反向飛出，如圖所示，于是形成了多解.,4. 運動的周期性形成多解：帶電粒子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，從而形成多解，如圖所示,二、典例剖析,2. 典例剖析,【例2】如圖甲示,M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板,板間距離為d,兩板中央各有一個小孔O、O正對,在兩板間有垂直于紙面方向的磁場,磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示

3、,設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向.有一群正離子在t0時垂直于M板從小孔O射入磁場.已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q,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T0，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： (1)磁感應(yīng)強度B0的大??； (2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場， 正離子射入磁場時的速度v0的可能值,多解問題,正離子在MN之間可能會有怎樣的運動情況如何？,轉(zhuǎn) 解析,轉(zhuǎn)原題,三、規(guī)律方法,3.規(guī)律方法,(1)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)； (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析計算。,【

4、變式訓(xùn)練3】如圖示，在x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E。屏MN與y軸平行且相距L。一質(zhì)量m，電荷量為e的電子，在y軸上某點A自靜止釋放，如果要使電子垂直打在屏MN上，那么： (1)電子釋放位置與原點O的距離s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？,多解問題,電子在電場與磁場中分別怎樣運動才能垂直打在屏MN上？,轉(zhuǎn) 解析,轉(zhuǎn)原題,四、跟蹤訓(xùn)練,4.跟蹤訓(xùn)練,【跟蹤訓(xùn)練】一足夠長的矩形區(qū)域abcd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ad寬為L，現(xiàn)從ad中點O垂直于磁場射入一帶電粒子，速度大小為v0，方向

5、與ad邊夾角為30，如圖示已知粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m(重力不計) (1)若粒子帶負電，且恰能從d點射出磁場，求v0的大??； (2)若粒子帶正電，使粒子能從ab邊射出磁場，求v0的取 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)原題,【跟蹤訓(xùn)練】如圖所示,在NOQ范圍內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,在MOQ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,MOQ60,這兩個區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B。離子源中的離子帶電荷量為q,質(zhì)量為m,通過小孔O1進入兩板間電壓為U的加速電場區(qū)域(可認為初速度為零)，離子經(jīng)電場加速后由小孔O2射出,再從O點進入磁場區(qū)域,此時速度方向沿紙

6、面垂直于磁場邊界MN,不計離子的重力。 (1)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R0； (2)在OQ上有一點P，P點到O點的 距離為L，若離子能通過P點,求加 速電壓U和從O點到P點的運動時間。,轉(zhuǎn)解析,轉(zhuǎn)原題,五、真題演練,5.真題演練,【真題】 (2014江蘇卷，14)某裝置用磁場控制帶電粒子的運動,工作原理如圖示。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,磁感應(yīng)強度大小均為B、方向與紙面垂直且相反,兩磁場的間距為d。裝置右端有一收集板,M、N、P為板上的三點,M位于軸線OO上，N、P分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q的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入,方向與軸線成30角，經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次,恰好到達P點。改變粒子入射速度的大小,可以控制粒子到達收集板上的位置。不計粒子的重力。,轉(zhuǎn)解析,(1) 求磁場區(qū)域的