高考物理一輪復(fù)習(xí)課件 【備課 精講 精研】 第十章 磁場(chǎng) 第三講 動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散

第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散一、動(dòng)態(tài)圓1.平移圓:速度大小一定，方向一定，入射點(diǎn)不同但在同一直線上軌跡圓圓心共線第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散一、動(dòng)態(tài)圓1.平移圓:2.放縮圓:速度方向一定，大小不同。軌跡圓圓心共線第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散一、動(dòng)態(tài)圓1.平移圓:2.放縮圓:3.旋轉(zhuǎn)圓:速度大小一定，方向不同軌跡圓圓心共圓R思考：旋轉(zhuǎn)圓遇到圓形邊界磁場(chǎng)會(huì)有什么奇妙現(xiàn)象呢？+qm1.若圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r等于圓形區(qū)域R的半徑會(huì)如何？vvvRRrr第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散R+qmvvvRRrr二、圓形區(qū)域的旋轉(zhuǎn)圓1.r=R：①邊界上一點(diǎn)進(jìn)入、

平行離開磁場(chǎng)Rvvv第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散二、圓形區(qū)域的旋轉(zhuǎn)圓+qm1.r=R：①邊界上一點(diǎn)進(jìn)入、

平行離開磁場(chǎng)②平行進(jìn)入磁場(chǎng)？匯聚于同一點(diǎn)Rvvv第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散二、圓形區(qū)域的旋轉(zhuǎn)圓+qm1.r=R：①邊界上一點(diǎn)進(jìn)入、

平行離開磁場(chǎng)②平行進(jìn)入磁場(chǎng)？匯聚于同一點(diǎn)磁聚焦第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散二、圓形區(qū)域的旋轉(zhuǎn)圓1.r=R：①邊界上一點(diǎn)進(jìn)入、

平行離開磁場(chǎng)②平行進(jìn)入磁場(chǎng)？匯聚于同一點(diǎn)磁聚焦R+qmvvvRRrr磁發(fā)散第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散二、圓形區(qū)域的旋轉(zhuǎn)圓1.r=R：R+qm2.r>R：θrr過圓形區(qū)域直徑時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)思考：在圓形區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)為多少？3.r<R：第3講

動(dòng)態(tài)圓、磁聚焦和磁發(fā)散二、圓形區(qū)域的旋轉(zhuǎn)圓1.r=R：R+qm2.r>R：過圓形區(qū)域直徑時(shí)時(shí)間最長(zhǎng)思考：離出發(fā)點(diǎn)距離最遠(yuǎn)的距離？3.r<R：2r圓周運(yùn)動(dòng)的直徑為最長(zhǎng)距離思考：擊中圓形區(qū)域邊界的范圍？RRθC題型1平移圓問題類型(一)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)圓問題60°[答案]

CBD題型2

放縮圓問題[答案]

BD[例3]

邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形OAB區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在紙面內(nèi)從O點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)域AOB各個(gè)方向瞬時(shí)射入質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，所有粒子的速率均為v。如圖所示，沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點(diǎn)C射出，不計(jì)粒子之間的相互作用和重力的影響，已知sin35°≈0.577。求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間；(3)沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點(diǎn)C射出時(shí)，還在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子占所有粒子的比例。

α≈70°ɑ題型3

旋轉(zhuǎn)圓問題[例3]

邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形OAB區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在紙面內(nèi)從O點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)域AOB各個(gè)方向瞬時(shí)射入質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，所有粒子的速率均為v。如圖所示，沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點(diǎn)C射出，不計(jì)粒子之間的相互作用和重力的影響，已知sin35°≈0.577。求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間；(3)沿OB方向射入的粒子從AB邊的中點(diǎn)C射出時(shí)，還在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子占所有粒子的比例。

α≈70°(3還在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的粒子占所有粒子比例的一半[針對(duì)訓(xùn)練]1.

(多選)如圖所示，在一等腰直角三角形ACD區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(重力不計(jì))從AC邊的中點(diǎn)O垂直于AC邊射入該勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，若該三角形的兩直角邊長(zhǎng)均為2l，則下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是(

)ABD2.

如圖所示為圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，邊界跟y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O。O點(diǎn)處有一放射源，沿紙面向各個(gè)方向射出速率均為v的某種帶電粒子，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑的兩倍。已知帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，不考慮帶電粒子的重力。(1)推導(dǎo)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(2)求帶電粒子在磁場(chǎng)中的最大偏轉(zhuǎn)角。r(2)r=2Rθθ=600答案：(1)見解析(2)60°類型(二)磁聚焦和磁發(fā)散問題題型1

磁聚焦電性

相同的帶電粒子平行射入圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如果軌跡半徑與磁場(chǎng)半徑相等，則粒子從磁場(chǎng)邊界上同一點(diǎn)射出，該點(diǎn)切線與入射方向平行，其軌跡如圖。C[答案]

C[例2]

(2022·青島模擬)(多選)如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一象限中有一半徑為r＝0.1m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T，方向垂直紙面向里，該區(qū)域同時(shí)與x軸、y軸相切，切點(diǎn)分別為C、A?，F(xiàn)有大量質(zhì)量為1×10－18kg(重力不計(jì))，電荷量大小為2×10－10C，速率均為2×107m/s的帶負(fù)電的粒子從A處垂直磁場(chǎng)進(jìn)入第一象限，速度方向與y軸夾角為θ，且0＜θ＜180°，則下列說法正確的是(

)A．粒子的軌跡圓和磁場(chǎng)圓的半徑相等B．這些粒子軌跡圓的圓心構(gòu)成的圓和磁場(chǎng)圓的半徑相等C．部分粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以穿越坐標(biāo)系進(jìn)入第二象限D(zhuǎn)．粒子的軌跡可以覆蓋整個(gè)磁場(chǎng)圓ABD[針對(duì)訓(xùn)練]1.

如圖所示，長(zhǎng)方形abcd的長(zhǎng)ad＝0.6m，寬ab＝0.3m，O、e分別是ad、bc的中點(diǎn)，以e為圓心、eb為半徑的四分之一圓弧和以O(shè)為圓心、Od為半徑的四分之一圓弧組成的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(邊界上無磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.25T。一群不計(jì)重力、質(zhì)量為m＝3×10－7kg、電荷量為q＝＋2×10－3C的帶正電粒子，以速度v＝5×102m/s沿垂直ad方向垂直射入磁場(chǎng)區(qū)域，則下列判斷正確的是(

)A．從Od之間射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在Oa邊B．從aO之間射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在ab邊C．從Od之間射入的粒子，出射點(diǎn)分布在ab邊D．從ad之間射入的粒子，出射點(diǎn)一定是b點(diǎn)D答案：D2．如圖所示，真空中有一半徑r＝0.5m的圓形磁場(chǎng)，與坐標(biāo)原點(diǎn)相切，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝2×10－3T，方向垂直于紙面向外，在x＝1m和x＝2m之間的區(qū)域內(nèi)有一沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1.5×103N/C。在x＝3m處有一垂直于x軸方向的足夠長(zhǎng)的熒光屏，從O點(diǎn)處向不同方向發(fā)射出速率相同、比荷q/m＝1×109C/kg且?guī)д姷牧Ｗ?，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在紙面內(nèi)，一個(gè)速度方向沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子，恰能從磁場(chǎng)最右側(cè)的A點(diǎn)離開磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力及其相互作用，求：(1)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度大小和粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；(2)速度方向與y軸正方向成θ＝30°角(如圖中所示)射入磁場(chǎng)的粒子，離開磁場(chǎng)時(shí)的速度方向；(3)按照(2)中條件運(yùn)動(dòng)的粒子最后打到熒光屏上的位置坐標(biāo)。(2)速度方向與y軸正方向成θ＝30°角(如圖中所示)射入磁場(chǎng)的粒子，離開磁場(chǎng)時(shí)的速度方向；(3)按照(2)中條件運(yùn)動(dòng)的粒子最后打到熒光屏上的位置坐標(biāo)。V(2)由粒子的