第八章第2讲课时3(王)

1、高三物理备课组高三物理备课组第八章第八章 磁场磁场第二讲磁场对运动电荷的作用第二讲磁场对运动电荷的作用课时课时3 3考纲展示考纲展示1.洛伦兹力、洛伦兹力的方向洛伦兹力、洛伦兹力的方向()2.洛伦兹力公式洛伦兹力公式()3.带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动()复习目标复习目标1.熟练应用左手定则判定洛伦兹力的方向，会计熟练应用左手定则判定洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小算洛伦兹力的大小2.会计算带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半会计算带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径、周期等物理量径、周期等物理量3.掌握带电粒子在多个磁场中运动的解题方法掌握带电粒子在多个磁场中运动的

2、解题方法.即求相对位移的大小即求相对位移的大小 如图所示，一质量为如图所示，一质量为m，带电量为，带电量为q的粒子以速度的粒子以速度v0从从O点沿点沿y轴正方向射入磁感应强度为轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过处穿过x轴，轴，速度方向与速度方向与x轴正方向的夹角为轴正方向的夹角为30，粒子的重力不计，求圆，粒子的重力不计，求圆形匀强磁场区域的最小面积形匀强磁场区域的最小面积 解析解析：先找圆心，过先找圆心，过b点逆着速度点逆着速度v的的方向作直线方向作直线bd，交

3、，交y轴于轴于d，由于粒子在磁，由于粒子在磁场中偏转的半径一定，且圆心位于场中偏转的半径一定，且圆心位于Ob连连线上，距线上，距O点距离为圆的半径点距离为圆的半径R，据牛顿，据牛顿第二定律有：第二定律有：思考题：思考题： 过圆心作过圆心作bd的垂线，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：的垂线，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：要使磁场的区域有最小面积，则要使磁场的区域有最小面积，则Oa应为磁场区域的直径，由应为磁场区域的直径，由几何关系知：几何关系知：所以圆形匀强磁场的最小面积为：所以圆形匀强磁场的最小面积为：点评：求最小磁场的圆面积，就是求最小的直径，它是带电粒求最小磁场的圆面积，就是求最小的直径

4、，它是带电粒子经过该磁场时的弦长子经过该磁场时的弦长解题关键还是要先画好粒子运动的轨解题关键还是要先画好粒子运动的轨迹图迹图，再利用以上的几何关系确定对应的磁场区域，再利用以上的几何关系确定对应的磁场区域最小磁场要覆盖粒子运动的轨迹最小磁场要覆盖粒子运动的轨迹 求解极值问题常用的结论求解极值问题常用的结论 1临界值：临界值：刚好穿出刚好穿出(穿不出穿不出)磁场边界的条件是带电粒子在磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切磁场中运动的轨迹与边界相切 2时间极值时间极值： (1)当速度当速度v一定时，一定时，弧长越长弧长越长，圆周角越大，则带电粒子在有，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场

5、中运动的界磁场中运动的时间越长时间越长 (2)当速率当速率v变化时，变化时，圆周角大的运动时间长圆周角大的运动时间长 3磁场区域磁场区域面积极值面积极值：若磁场边界为圆形时，从入射点到出：若磁场边界为圆形时，从入射点到出射点连接起来的线段就是磁场圆的一条弦，射点连接起来的线段就是磁场圆的一条弦，以该条弦为直径以该条弦为直径的圆就是最小圆的圆就是最小圆，可求出圆形磁场区的最小面积，可求出圆形磁场区的最小面积 【变式训练】【变式训练】1. 如图所示，从阴极如图所示，从阴极K发射的热电子发射的热电子(初速度不初速度不计计)质量为质量为m、电量为、电量为e，通过电压，通过电压U加速后，垂直进入磁感应加

6、速后，垂直进入磁感应强度为强度为B、宽为、宽为L的匀强磁场的匀强磁场(磁场的上下区域足够大磁场的上下区域足够大)中求：中求： (1)电子进入磁场时的速度大小；电子进入磁场时的速度大小； (2)电子离开磁场时，偏离原方向的距离。电子离开磁场时，偏离原方向的距离。 【变式训练【变式训练】2(2012江苏高考江苏高考)如图所示，如图所示，MN是磁感应强度是磁感应强度为为B的匀强磁场的边界一质量为的匀强磁场的边界一质量为m、电荷量为、电荷量为q的粒子在纸面的粒子在纸面内从内从O点射入磁场若粒子速度为点射入磁场若粒子速度为v0，最远能落在边界上的，最远能落在边界上的A点下列说法正确的有点下列说法正确的有

7、() BCD例例2、如图甲所示，如图甲所示，MN为竖直放置彼此平行的两块平板，板间为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为距离为d，两板中央各有一个小孔，两板中央各有一个小孔O、O正对，在两板间有正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，有一群正离子在示，有一群正离子在t0时垂直于时垂直于M板从小孔板从小孔O射入磁场已射入磁场已知正离子质量为知正离子质量为m、带电荷量为、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不

8、考虑由于，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：(1)磁感应强度磁感应强度B0的大小；的大小；(2)要使正离子从要使正离子从O孔垂直于孔垂直于N板板射出磁场，正离子射入磁场时的射出磁场，正离子射入磁场时的速度速度v0的可能值的可能值带电粒子在磁场中的运动形成多解的原因带电粒子在磁场中的运动形成多解的原因 【变式训练】【变式训练】2 2如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子( (不计重力不计重力) )，从，从O O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成向与边界成角，则正、负粒子在磁场中角，则正、负粒子在磁场中 ( () )