高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章第2單元磁場對運動電荷的作用課件 新人教版（安徽 北京專版）

《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章第2單元磁場對運動電荷的作用課件 新人教版（安徽 北京專版）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章第2單元磁場對運動電荷的作用課件 新人教版（安徽 北京專版）（62頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、思維啟動思維啟動如圖如圖821所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為B，帶，帶電粒子的速率均為電粒子的速率均為v、帶電荷量均為、帶電荷量均為q。試求出圖中帶電。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并說明洛倫茲力的方向。粒子所受洛倫茲力的大小，并說明洛倫茲力的方向。圖圖8212洛倫茲力和安培力的關(guān)系洛倫茲力和安培力的關(guān)系洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力，而安培力洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。觀表現(xiàn)。應(yīng)用升級應(yīng)用升級1如圖如圖823所示，電子槍射出

2、的電子束進入示波管，所示，電子槍射出的電子束進入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將中的電子束將 ()圖圖823A向上偏轉(zhuǎn)向上偏轉(zhuǎn)B向下偏轉(zhuǎn)向下偏轉(zhuǎn)C向紙外偏轉(zhuǎn)向紙外偏轉(zhuǎn) D向紙里偏轉(zhuǎn)向紙里偏轉(zhuǎn)解析：解析：環(huán)形導(dǎo)線在示波管處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面環(huán)形導(dǎo)線在示波管處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外，由左手定則可判斷，電子受到的洛倫茲力向上，向外，由左手定則可判斷，電子受到的洛倫茲力向上，故故A正確。正確。答案：答案：A圖圖824(3)帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的分析方法帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的分析方法圓心的

3、確定。圓心的確定?；舅悸罚杭磮A心一定在與速度方向垂直的直線上?；舅悸罚杭磮A心一定在與速度方向垂直的直線上。有兩種方法：有兩種方法：a已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直于入射速度方向和出射速度方向的直射點分別作垂直于入射速度方向和出射速度方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖如圖825甲所示，甲所示，P點為入射點，點為入射點，M點為出射點點為出射點)。圖圖825b已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和

4、出射點，作其中垂線，這兩條方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖如圖825乙所示，乙所示，P為為入射點，入射點，M為出射點為出射點)。半徑的確定和計算。半徑的確定和計算。利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑(或圓心角或圓心角)，并，并注意以下兩個重要的幾何特點：注意以下兩個重要的幾何特點：應(yīng)用升級應(yīng)用升級2如圖如圖827所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，不加磁場時，不計重力的帶電粒子以不加磁場時，不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過此某一初速度垂直左邊界射入，穿

5、過此區(qū)域的時間為區(qū)域的時間為t。若加上磁感應(yīng)強度為。若加上磁感應(yīng)強度為B、垂直紙面向外的勻強磁場，帶電粒、垂直紙面向外的勻強磁場，帶電粒 圖圖827子仍以原來的初速度入射，粒子飛出磁場時偏離原方向子仍以原來的初速度入射，粒子飛出磁場時偏離原方向60，利用以上數(shù)據(jù)可求出下列物理量中的，利用以上數(shù)據(jù)可求出下列物理量中的 ()A帶電粒子的質(zhì)量帶電粒子的質(zhì)量B帶電粒子在磁場中運動的周期帶電粒子在磁場中運動的周期C帶電粒子的初速度帶電粒子的初速度D帶電粒子在磁場中運動的半徑帶電粒子在磁場中運動的半徑答案：答案：B圖圖828應(yīng)用升級應(yīng)用升級 3.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回年勞倫斯制成了世界上第一

6、臺回旋加速器，其原理如圖旋加速器，其原理如圖8210所示，所示，這臺加速器由兩個銅質(zhì)這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙。下列說法正構(gòu)成，其間留有空隙。下列說法正確的是確的是 () 圖圖8210離子由加速器的中心附近進入加速器離子由加速器的中心附近進入加速器離子由加速器的邊緣進入加速器離子由加速器的邊緣進入加速器離子從磁場中獲得能量離子從磁場中獲得能量離子從電場中獲得能量離子從電場中獲得能量A.B.C.D.解析：解析：離子應(yīng)從加速器的中心進入加速器，磁場使離子離子應(yīng)從加速器的中心進入加速器，磁場使離子偏轉(zhuǎn)，電場使離子加速。偏轉(zhuǎn)，電場使離子加速。答案：答案：C知識檢索知識檢

7、索(1)直線邊界直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖進出磁場具有對稱性，如圖8211)圖圖8211(2)平行邊界平行邊界(存在臨界條件，如圖存在臨界條件，如圖8212)圖圖8212(3)圓形邊界圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖沿徑向射入必沿徑向射出，如圖8213)圖圖8213典題例析典題例析例例1如圖如圖8214所示，虛線圓所所示，虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為磁場，磁感應(yīng)強度為B。一束電子沿。一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場，射入磁場，電子束經(jīng)過磁場區(qū)后，其運動方向與原電子束經(jīng)過磁場區(qū)后，其運

8、動方向與原 圖圖8214入射方向成入射方向成角。設(shè)電子質(zhì)量為角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e，不計電，不計電子之間相互作用力及所受的重力，求：子之間相互作用力及所受的重力，求：(1)電子在磁場中運動軌跡的半徑電子在磁場中運動軌跡的半徑R；(2)電子在磁場中運動的時間電子在磁場中運動的時間t；(3)圓形磁場區(qū)域的半徑圓形磁場區(qū)域的半徑r。審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)電子對準圓心方向入射必定背離圓心離開電子對準圓心方向入射必定背離圓心離開磁場。磁場。答案：答案：B知識檢索知識檢索1帶電粒子電性不確定形成多解帶電粒子電性不確定形成多解當(dāng)粒子具有相同速度時，正、負粒子在磁場中運動軌當(dāng)粒子具有相同速度時，正

9、、負粒子在磁場中運動軌跡不同，導(dǎo)致多解。跡不同，導(dǎo)致多解。2磁場方向不確定形成多解磁場方向不確定形成多解磁感應(yīng)強度是矢量，如果題述條件只給出磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度是矢量，如果題述條件只給出磁感應(yīng)強度大小，而未說明磁感應(yīng)強度方向，則應(yīng)考慮因磁場方大小，而未說明磁感應(yīng)強度方向，則應(yīng)考慮因磁場方向不確定而導(dǎo)致的多解。向不確定而導(dǎo)致的多解。3臨界狀態(tài)不唯一形成多解臨界狀態(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，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)過因此，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過 圖圖8216 18

10、0從入射面邊界反向飛出，如圖從入射面邊界反向飛出，如圖8216所示，所示， 于是形成了多解。于是形成了多解。典題例析典題例析例例2如圖如圖8217甲所示，甲所示，M、N為豎直放置彼此平行為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個小孔，兩板中央各有一個小孔O、O且正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強度且正對，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隨時間的變化如圖8217乙所示。有一束正離子在乙所示。有一束正離子在t0時垂直于時垂直于M板從小孔板從小孔O射入磁場。已知正離子的質(zhì)量為射入磁場。已知正離子的質(zhì)量為m，帶電荷量為帶電荷

11、量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁，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，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：的電場的影響，不計離子所受重力。求：圖圖 8217(1)磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B0的大??；的大小；(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，正離子射入板射出磁場，正離子射入磁場時的速度磁場時的速度v0的可能值。的可能值。思路點撥思路點撥先分析正離子在交變磁場中的運動性質(zhì)，先分析正離子在交變磁場中的運動性質(zhì)，明確物理過程，然后判斷出要使正離子垂直于明確物理過程

12、，然后判斷出要使正離子垂直于N板射板射出磁場，必須讓正離子在磁場中運動的時間正好是磁出磁場，必須讓正離子在磁場中運動的時間正好是磁場變化周期的整數(shù)倍。場變化周期的整數(shù)倍。拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練2如圖如圖8218所示，在垂直紙面向所示，在垂直紙面向 里的勻強磁場的邊界上，有兩個電里的勻強磁場的邊界上，有兩個電 荷量絕對值相同、質(zhì)量相同的正、荷量絕對值相同、質(zhì)量相同的正、 圖圖8218 負粒子負粒子(不計重力不計重力)，從，從O點以相同的速度先后射入磁點以相同的速度先后射入磁 場中，入射方向與邊界成場中，入射方向與邊界成角，則對正、負粒子在磁角，則對正、負粒子在磁 場中的運動分析錯誤的是場中的運動分析錯

13、誤的是 ()A運動時間相同運動時間相同B運動軌跡的半徑相同運動軌跡的半徑相同C重新回到邊界時速度大小和方向相同重新回到邊界時速度大小和方向相同D重新回到邊界時與重新回到邊界時與O點的距離相等點的距離相等答案：答案：A1(2011浙江高考改編浙江高考改編)利用如圖利用如圖8219所示裝置可以所示裝置可以 選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁上方是磁 感應(yīng)強度大小為感應(yīng)強度大小為 B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，、方向垂直紙面向里的勻強磁場， 板上有兩條寬度分別為板上有兩條寬度分別為2d和和d的縫，兩縫近端相距為的縫，兩縫近端相距為 L。一群質(zhì)量為。

14、一群質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q，具有不同速度的粒子，具有不同速度的粒子 從寬度為從寬度為2d的縫垂直于板的縫垂直于板MN進入磁場，對于能夠從進入磁場，對于能夠從 寬度為寬度為d 的縫射出的粒子，下列說法錯誤的是的縫射出的粒子，下列說法錯誤的是 ()圖圖8219答案：答案：D2.(2012寧國模擬寧國模擬)如圖如圖8220所示，所示， 在勻強磁場中有在勻強磁場中有1和和2兩個質(zhì)子在同兩個質(zhì)子在同 一平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周一平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周 運動，軌道半徑運動，軌道半徑r1r2并相切于并相切于P點，點， 圖圖8220 設(shè)設(shè)T1、T2，v1、v2，a1、a2，t1、t2，分別表

15、示，分別表示1、2兩個質(zhì)兩個質(zhì) 子的周期，線速度，向心加速度以及各自從經(jīng)過子的周期，線速度，向心加速度以及各自從經(jīng)過P點算點算 起到第一次通過圖中虛線起到第一次通過圖中虛線MN所經(jīng)歷的時間，則下列判所經(jīng)歷的時間，則下列判 斷錯誤的是斷錯誤的是 () AT1T2Bv1v2 Ca1a2 Dt1t2答案：答案：B答案：答案：C4.(2011上海高考上海高考)“上海光源上海光源”發(fā)出的光，是發(fā)出的光，是 接近光速運動的電子在磁場中做曲線運動接近光速運動的電子在磁場中做曲線運動 改變運動方向時產(chǎn)生的電磁輻射。若帶正改變運動方向時產(chǎn)生的電磁輻射。若帶正 電的粒子以速率電的粒子以速率v0進入勻強磁場后，在與進入勻強磁場后，在與 磁場垂直的平面內(nèi)做半徑為磁場垂直的平面內(nèi)做半徑為mv0/qB的勻速的勻速 圖圖8222 圓周運動圓周運動(如圖如圖8222)，式中，式中q為粒子的電荷量，為粒子的電荷量，m為其為其 質(zhì)量，質(zhì)量，B為磁感應(yīng)強度，則其運動的角速度為磁感應(yīng)強度，則其運動的角速度_。粒子運行一周所需要的時間稱為回旋周期。如果以上情粒子運行一周所需要的時間稱為回旋周期。如果以上情況均保持不變，僅增大粒子進入磁場的速率況均保持不變，僅增大粒子進入磁場的速率v0，則回旋，則回旋周期周期_(填填“增大增大”、“不變不變”或或“減小減小”)。