人教版选修3-1精品学案第三章磁场章末总结学案（人教版选修3-1）

1、第三章 磁场 章末总结 学案（人教版选修3-1） 一、“磁偏转”与“电偏转”的区别所谓“电偏转”与“磁偏转”是分别利用电场和磁场对运动电荷施加作用，从而控制其运动方向，但电场和磁场对电荷的作用特点不同，因此这两种偏转有明显的差别.磁偏转电偏转受力特征及运动规律若vB，则洛伦兹力FBqvB，使粒子做匀速圆周运动，v的方向变化，又导致FB的方向变化，其运动规律可由req f(mv,qB)和Teq f(2m,qB)进行描述电场力FEqE为恒力，粒子做匀变速曲线运动类平抛运动，其运动规律可由vxv0，xv0t，vyeq f(qE,m)t，yeq f(1,2)eq f(qE,m)t2进行描述偏转情况粒子

2、的运动方向能够偏转的角度不受限制，Bteq f(v,r)teq f(qB,m)t，且相等时间内偏转的角度相等粒子运动方向所能偏转的角度Eeq f(,2)，且相等时间内偏转的角度不同动能的变化由于FB始终不做功，所以其动能保持不变由于FE与粒子速度的夹角越来越小，所以其动能不断增大，并且增大得越来越快例1 如图1所示，在空间存在一个变化的匀强电场和另一个变化的匀强磁场从t1 s开始，在A点每隔2 s有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v0射出，恰好能击中C点ABBCl，且粒子在点A、C间的运动时间小于1 s电场的方向水平向右，场强变化规律如图2甲所示；磁感应强度变化规律

3、如图乙所示，方向垂直于纸面求：图1图2(1)磁场方向；(2)E0和B0的比值；(3)t1 s射出的粒子和t3 s射出的粒子由A点运动到C点所经历的时间t1和t2之比变式训练1图3所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上yh处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y2h处的P3点，不计粒子重力求：图3(1)电场强度的大小；(2)粒子到达P2时速度的大小和方向；(3)磁感应强度的大小二、有界匀强磁场问题1有界磁场及边界类型(

4、1)有界匀强磁场是指在局部空间存在着匀强磁场，带电粒子从磁场区域外垂直磁场方向射入磁场区域，经历一段匀速圆周运动后，又离开磁场区域(2)边界的类型，如图4图42解决带电粒子在有界磁场中运动问题的方法解决此类问题时，先画出运动轨迹草图，找到粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心位置、半径大小以及与半径相关的几何关系是解题的关键解决此类问题时应注意下列结论：(1)刚好穿出或刚好不能穿出磁场的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切(2)当以一定的速率垂直射入磁场时，运动的弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动时间越长(3)当比荷相同，速率v不同时，在匀强磁场中运动的圆心角越大，运动时间越长

5、例2 半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出AOB120，如图5所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()图5A.eq f(2r,3v0) B.eq f(2r(3)r,3v0) C.eq f(r,3v0) D. eq f(r(3)r,3v0)听课记录：变式训练2图6是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径R10 cm的圆柱形筒内有B1104 T的匀强磁场，方向平行于圆筒的轴线在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔a、b，分别作为入射孔和出射孔现有一束比荷eq f(q,m)21011 C/kg的正离子，以不同角

6、度入射，最后有不同速度的离子束射出其中入射角30，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度v的大小是()图6A4105 m/s B2105 m/s C4106 m/s D2106 m/s三、洛伦兹力作用下形成多解的问题带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于某些条件不确定，使问题出现多解 1带电粒子电性不确定形成多解带电粒子由于电性不确定，在初速度相同的条件下，正、负带电粒子在磁场中运动轨迹不同2磁场方向不确定形成多解对于某一带电粒子在磁场中运动，若只知道磁感应强度的大小，而不能确定方向，带电粒子的运动轨迹也会不同3临界状态不惟一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞入有界磁场时，由于粒子运动

7、轨迹呈圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过大于180的角度从入射界面这边反向飞出，于是形成了多解4运动的重复性形成多解 带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，往往运动具有往复性，因而形成多解例3 如图7所示，长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离为L，极板不带电现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是()图7A使粒子速度veq f(BqL,4m)B使粒子速度veq f(5BqL,4m)C使粒子速度veq f(BqL,4m)D使粒子速度eq f(BqL,4m)veq

8、 f(5BqL,4m)听课记录：变式训练3如图8所示，左右边界分别为PP、QQ的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里一个质量为m、电荷量为q的微观粒子，沿图示方向以速度v0垂直射入磁场欲使粒子不能从边界QQ射出，粒子入射速度v0的最大值可能是()图8A.eq f(Bqd,m) B.eq f(2r(2)Bqd,m)C.eq f(2r(2)Bqd,m) D.eq f(r(2)Bqd,2m)【即学即练】 1. 三个完全相同的小球a、b、c带有相同电量的正电荷，从同一高度由静止开始下落，当落下h1高度后a球进入水平向左的匀强电场，b球进入垂直纸面向里的匀强磁场，如图9所示，它们到达

9、水平面上的速度大小分别用va、vb、vc表示，它们的关系是()图9Avavbvc BvavbvcCvavbvc Dvavbvc2设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图10所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是()图10A离子必带正电荷BA点和B点位于同一高度C离子在C点时速度最大D离子到达B点时，将沿原曲线返回A点3如图11所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线

10、由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()图11A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时，动能一定减小4如图12是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1、A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()图12A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于eq f(E,B)D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小题号1 234答案 5为了研究物质的微观结构，科学家必须用各种各样的加速器产生出速度很大的高能粒子欧洲核子研究中心的粒子加速器周长达27 km(图13中的大圆)，为什么加速器需要那么大的周长呢？图13