高考物理一轮复习-专题九-磁场课件.ppt
《高考物理一轮复习-专题九-磁场课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理一轮复习-专题九-磁场课件.ppt(42页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、专题九 磁场高考物理高考物理知识清单方法一有界磁场中临界问题的处理方法方法一有界磁场中临界问题的处理方法1.放缩圆法放缩圆法(1)适用条件速度方向一定,大小不同粒子源发射速度方向一定,大小不同的带电粒子进入匀强磁场时,这些带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径随速度的变化而变化。轨迹圆圆心共线如图所示(图中只画出粒子带正电的情景),速度v越大,运动半径也越大。可以发现这些带电粒子射入磁场后,它们运动轨迹的圆心在垂直初速度方向的直线PP上。突破方法(2)界定方法以入射点P为定点,圆心位于PP直线上,将半径放缩作轨迹,从而探索出临界条件,这种方法称为“放缩圆法”。例例1如图所示,宽度为d的匀强有
2、界磁场,磁感应强度为B,MM和NN是磁场左右的两条边界线。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子沿图示方向垂直射入磁场中,=45。要使粒子不能从右边界NN射出,求粒子入射速率的最大值为多少?解析用“放缩圆法”作出带电粒子运动的轨迹如图所示,当其运动轨迹与NN边界线相切于P点时,这就是具有最大入射速率vmax的粒子的轨迹。由图可知:Rmax(1-cos 45)=d,又Bqvmax=m,联立可得vmax=。答案答案 2.平移圆法平移圆法(1)适用条件速度大小一定,方向不同粒子源发射速度大小一定、方向不同的带电粒子进入匀强磁场时,它们在磁场中做匀速圆周运动的半径相同,若射入初速度为v0,则圆周运动半径
3、为R=。如图所示。2maxmaxvR(22)Bqdm(22)Bqdm0mvqB轨迹圆圆心共圆带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在以入射点P为圆心、半径R=的圆(这个圆在下面的叙述中称为“轨迹圆心圆”)上。(2)界定方法将一半径为R=的圆沿着“轨迹圆心圆”平移,从而探索出临界条件,这种方法称为“平移圆法”。例例2如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60 T。磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行。在距ab为l=16 cm处,有一个点状的粒子放射源S,它向各个方向发射粒子,粒子的速率都是v=3.0106 m/s。已知粒子的电荷量与质量之0mvqB0
4、mvqB比=5.0107 C/kg。现只考虑在纸面内运动的粒子,求ab板上被粒子打中区域的长度。解析解析 粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动。用R表示轨迹半径,有qvB=m,由此得R=,代入数值得R=10 cm,可见2RlR。因朝不同方向发射的 粒子的圆轨迹都过S,由此可知,某一圆轨迹在下图中N左侧与ab相切,则此切点P1就是 粒子能打中的左侧最远点。为确定P1点的位置,可作平行于ab的直线cd,cd到abqm2vRmvqB的距离为R,以S为圆心,R为半径,作圆弧交cd于Q点,过Q作ab的垂线,它与ab的交点即为P1。即:NP1=。再考虑N的右侧。任何 粒子在运动中离S的距离不可
5、能超过2R,以2R为半径、S为圆心作圆弧,交ab于N右侧的P2点,此即右侧能打到的最远点。由图中几何关系得NP2=,所求长度为P1P2=NP1+NP2,代入数值得 P1P2=20 cm。22()RlR22(2 )Rl答案答案20 cm方法二带电粒子在磁场中运动的多解问题的分析方法方法二带电粒子在磁场中运动的多解问题的分析方法带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,由于多种因素的影响,使问题形成多解。类型分析图例带电粒子电性不确定受洛伦兹力作用的带电粒子,可能带正电荷,也可能带负电荷,在相同的初速度下,正、负粒子在磁场中运动轨迹不同,形成多解如图,带电粒子以速度v垂直进入匀强磁场;如带正电,其
6、轨迹为a;如带负电,其轨迹为b磁场方向不确定只知道磁感应强度大小,而未具体指出磁感应强度方向,此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解如图带正电粒子以速度v垂直进入匀强磁场,若B垂直纸面向里,其轨迹为a,若B垂直纸面向外,其轨迹为b临界状态不唯一带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,由于粒子运动轨迹是圆弧状,因此,它可能穿过去了,也可能转过180从入射界面这边反向飞出,于是形成多解运动具有周期性带电粒子在部分是电场,部分是磁场空间运动时,往往运动具有周期性,因而形成多解例例3 (2013福建理综,22,20分)如图甲,空间存在一范围足够大的垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小
7、为B。让质量为m,电量为q(q0)的粒子从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中。不计重力和粒子间的影响。(1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入射,恰好能经过x轴上的A(a,0)点,求v1的大小;(2)已知一粒子的初速度大小为v(vv1),为使该粒子能经过A(a,0)点,其入射角(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个?并求出对应的sin 值;(3)如图乙,若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场,一粒子从O点以初速度v0沿y轴正向发射。研究表明:粒子在xOy平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比,比例系数与场强大小E无关。求该粒
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 物理 一轮 复习 专题 磁场 课件
限制150内