1、带电粒子在有界磁场中的运动第二课时带电粒子在有界磁场中的运动带电粒子在有界磁场中的运动 知识必备知识必备 知识点一 带电粒子在有界磁场中的运动1求解带电粒子在有界磁场中做圆周运动的问题时，要按照“画轨迹，找_，求半径(利用几何关系)”的基本思路进行，解题过程中注意对称性的应用2带电粒子在有界磁场中做圆周运动的解题技巧(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界_圆心相切带电粒子在有界磁场中的运动 知识必备(2)在矩形磁场区域内，从同一边界射入的粒子从同一边界射出时，射出时与射入时相比，速度与边界的夹角_；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子必沿径向射出相等带电粒子在有界磁场中的
2、运动 知识必备变力恒力带电粒子在有界磁场中的运动 知识必备带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动考点一 带电粒子在直线边界匀强磁场中的运动想一想 带电粒子穿越直线匀强磁场的边界时，有何特点？学习互动 要点总结 1有单平面边界的磁场问题(1)如图X31所示，直线MN右侧存在垂直 纸面向里的匀强磁场带电粒子由边界上 P点以图示方向进入磁场，在磁场内做部 分圆周运动，将以关于边界对称的方向从 Q点射出由带电粒子在匀强磁场中做匀速 圆周运动的特点和圆周运动的对称规律可得，从单平面边界垂直磁场射入的正、负粒子重新回到边界时的速度大小、速度方向和边界的夹角与射入磁场时相同带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动
3、带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动 考点二 带电粒子在圆形边界匀强磁场中的运动 想一想 带电粒子穿越圆形边界匀强磁场的边界时，有何特点？带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动 要点总结 1在圆形匀强磁场区域内，沿径向对准磁场圆心射入的粒子一定沿径向射出 如图X35所示，磁场圆半径为R，粒子轨迹圆半径为r，带电粒子从P点对准磁场圆心O射入，由几何知
4、识容易证明粒子从Q点飞出的速度方向的反向延长线必过磁场圆心O点 2带电粒子入射方向偏离圆形匀强 磁场圆心射入的问题处理这类问题时 一定要分清磁场圆和轨迹圆，并要注 意区分轨迹圆的圆心和圆形边界匀强 磁场的圆心带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动(1)当粒子沿图X36甲所示轨迹运动时，粒子在磁场中运动时间最长、速度偏转角最大(2)由图甲看出，在轨迹圆半径和速度偏转角一定的情况下，可实现此偏转的最小磁场圆是以PQ为直径的圆带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 学习互动带电粒子在有界磁场中的运动 自我检
5、测1(带电粒子在磁场中运动轨迹分析)(多选)图X38是比荷相同的两粒子从O点垂直进入直线边界匀强磁场区域的运动轨迹下列说法正确的是()Aa带正电，b带负电Ba的电荷量比b的电荷量小Ca运动的速率比b的小Da的运动时间比b的短自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测带电粒子在有界磁场中的运动 自我检测本章总结提升本章总结提升本章总结提升 单元回眸单元回眸本章总结提升 单元回眸本章
6、总结提升 单元回眸本章总结提升 整合创新整合创新类型一 带电粒子在组合场中的运动带电粒子在电场和磁场两种场中运动的性质：(1)在电场中当粒子的运动方向与电场方向平行时，做匀变速直线运动；当粒子垂直于电场方向进入磁场时，做匀变速曲线运动(类平抛运动)(2)在磁场中当粒子的运动方向与磁场方向一致时，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动；当粒子垂直于匀强磁场方向进入磁场时，做匀速圆周运动 例 1 如图3T1所示，空间分布着有边界的匀强电场和匀强磁场左侧区域匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外；右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向
7、垂直纸面向里一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程求：(1)中间磁场区域的宽度d；(2)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用的时间t.本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新 变式 在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向
8、成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图3T2所示不计粒子重力，求：(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新 类型二 带电粒子在复合场中的运动 1复合场是指磁场与电场共存的场，或电场与重力场共存的场，或磁场与重力场共存的场，或磁场、电场、重力场共存的场 2带电粒子在复合场中运动的基本运动性质(1)匀速直线运动：若带电粒子所受合外力为零，它将处于静止或匀速直线运动状态；(2)匀速圆周运动：若带电粒子所受合外力只充当向
9、心力，它将做匀速圆周运动；本章总结提升 整合创新(3)匀变速运动：若带电粒子所受合外力恒定，它将做匀变速运动；(4)非匀变速运动：若带电粒子所受合外力不恒定，它将做非匀变速运动 3复合场的重要应用：速度选择器、霍尔效应、磁流体发电机、电磁流量计等 4带电体所受重力、静电力与洛伦兹力的性质各不相同，做功情况也不同，应予以区别本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新 例2 在如图3T3所示的空间中存在场强为E的匀强电场和沿x轴负方向、磁感应强度为B的匀强磁场一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动，据此可以判断出()本章总结提升 整合创新 A质子所受的静电力大小等于eE，运动
10、中电势能减小；沿z轴正方向电势升高 B质子所受的静电力大小等于eE，运动中电势能增大；沿z轴正方向电势降低 C质子所受的静电力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势升高 D质子所受的静电力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势降低本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新 例3 (多选)为了测量某地地磁场的磁感应强度的水平分量，课外兴趣小组进行了如图3T6所示的实验：在横截面为长方形、只有上下表
11、面A、B为金属板的导管中通以带电液体，将导管按东西方向放置时，A、B两面出现电势差，测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量假如在某次实验中测得液体的流动速度为v、导管横截面的宽为a、导管横截面的高为b，A、B面的电势差为U.下列判断正确的是()本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新 变式 如图3T7所示，将一束等离子体射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么板间电离气体的电阻率为()本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新本章总结提升 整合创新
