2022-2023年高考物理一輪復習 帶電粒子在勻強磁場中的運動課件

1、第3課時帶電粒子在復合場中的運動專題四 電場與磁場1畫軌跡即畫出軌跡,并確定圓心,利用幾何方法求半徑.2找聯(lián)系軌道半徑與磁感應強度、運動速度相聯(lián)系,偏轉角度與圓心角、運動時間相聯(lián)系,在磁場中運動的時間與周期相聯(lián)系.3用規(guī)律即牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律,特別是周期公式、半徑公式.【要點歸納】帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動時往往有對稱性.1有界磁場中,從同一直線邊界射入、射出時,速度與邊界的夾角相等；2圓形磁場區(qū)域內,沿半徑方向射入的粒子必沿半徑方向射出；3粒子射出或不射出磁場的臨界狀態(tài)是粒子運動軌跡與磁場邊界相切.【方法技巧】帶電粒子在有界勻強磁場中的運動問題是高考中的熱點問題,該類問題的分析

2、一般要注意下列結論,再借助數(shù)學方法和相應的物理規(guī)律求解.（1）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；（2）當速率v一定時,弧長(或弦長)越長,圓心角越大,則帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長；（3）當速率v變化時,圓心角大的,運動時間長.要靈活運用數(shù)學知識處理帶電粒子在磁場中的運動,能根據(jù)受力情況和運動情況畫出運動的草圖,找出圓心,根據(jù)幾何關系求出半徑及圓心角等.【考向探究】考向探究一：帶電粒子在有界勻強磁場中的運動例1.在如圖所示的xOy平面內,y0.5 cm和y0的范圍內存在勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度均為B1.0 T,一個質量為m1.61015 kg

3、,帶電荷量為q1.6107 C的帶正電粒子,從坐標原點O以v05.0105 m/s的速度沿與x軸成30角的方向斜向上射出,經磁場偏轉恰好從x軸上的Q點飛過,經過Q點時的速度方向也斜向上(不計重力,3.14),求：（1）粒子從O點運動到Q點所用的最短時間；（2）粒子從O點運動到Q點所通過的路程.考向探究一：帶電粒子在有界勻強磁場中的運動解析解析1解決帶電粒子在磁場中運動的臨界問題,關鍵在于運用動態(tài)思維,尋找臨界點,確定臨界狀態(tài),根據(jù)粒子的速度方向找出半徑方向,同時由磁場邊界和題設條件畫好軌跡,定好圓心,建立幾何關系；2粒子射出或不射出磁場的臨界狀態(tài)是粒子運動軌跡與磁場邊界相切.考向探究二：帶電粒

4、子在勻強磁場中的臨界問題考向探究二：帶電粒子在勻強磁場中的臨界問題例2.勻強磁場區(qū)域由一個半徑為R的半圓和一個長為2R,寬為 的矩形組成,磁場的方向如圖所示.一束質量為m、電荷量為q的粒子(粒子間的相互作用和重力均不計)以速度v從邊界AN的中點P垂直于AN和磁場方向射入磁場中.問：（1）當磁感應強度為多大時,粒子恰好從A點射出？（2）對應于粒子可能射出的各段磁場邊界,磁感應強度應滿足什么條件？解析1. 如圖,在直角三角形OPN區(qū)域內存在勻強磁場,磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外.一帶正電的粒子從靜止開始經電壓U加速后,沿平行于x軸的方向射入磁場；一段時間后,該粒子在OP邊上某點以垂直于x軸的方向射出.已知O點為坐標原點,N點在y軸上,OP與x軸的夾角為30,粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d,不計重力.求（1）帶電粒子的比荷；（2）帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間.【試一試】解析解析2. 如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內存在著磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于紙面向里,一帶負電的粒子(不計重力)沿水平方向以速度v正對圓心入射,通過磁場區(qū)域后速度方向偏轉了60.（1）求粒子的比荷及粒子在磁場中的運動時間t.