江苏省桃州中学2013高考物理一轮复习 3.4 磁场对带电粒子的作用（2）导学案 新人教版选修3-1.doc

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1、选修3-12013届桃州中学高三物理导学案第三章磁场【课题】§3.4磁场对带电粒子的作用（2）【学习目标】进一步理解和灵活运用磁场对带电粒子的作用【典型例题】一、带电粒子在磁场中运动的临界问题(1)解决此类问题的关键是：找准临界点．(2)找临界点的方法是：以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，分析可能的情况，必要时画出几个半径不同的轨迹，这样就能顺利地找到临界条件．【例题2】　如图8所示，一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．现从矩形区域ad边的中点O处，垂直磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°，

2、大小为v0的带电粒子．已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为l，重力影响不计．(1)试求粒子能从ab边射出磁场的v0值；(2)在满足粒子从ab边射出磁场的条件下，粒子在磁场中运动的最长时间是多少？【变式训练1】　如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入，入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求电子的速率v0至少多大？21二、带电粒子在磁场中运动的多解问题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．(1)带电粒子

3、电性不确定形成多解．受洛伦兹力作用的带电粒子，可能是正电荷，也可能是负电荷，在相同初速度的条件下，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同．(2)磁场方向不确定形成多解．有些题目只告诉磁感应强度的大小，而未指出磁感应强度的方向，应考虑磁感应强度的方向不确定而形成多解．(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越有界磁场时，由于粒子运动呈圆弧状，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．【例题2】如图所示，一半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，带电量为q的正粒子(不计重力)以速度v从筒壁的A孔沿半

4、径方向进入筒内，设粒子和筒壁的碰撞无电量和能量的损失，那么要使粒子与筒壁连续碰撞，绕筒壁一周后恰好又从A孔射出，问：(1)磁感应强度B的大小必须满足什么条件？(2)粒子在筒中运动的时间为多少？【变式训练2】如图所示，在真空中坐标xOy平面的x>0区域内，有磁感应强度B＝1.0×10－2T的匀强磁场，方向与xOy平面垂直，在x轴上的P(10,0)点，有一放射源，在xOy平面内向各个方向发射速率v＝1.0×104m/s的带正电的粒子，粒子的质量为m＝1.6×10－25kg，电荷量为q＝1.6×10－18C，求带电粒子能打到y轴上的范围．21三、带电粒子在复合场中的运动1．复

5、合场：电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存，或分区域存在．2．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场出现．3.带电粒子在复合场中运动的分析方法和一般思路(1)弄清复合场的组成．一般有磁场、电场的复合，磁场、重力场的复合，磁场、电场、重力场三者的复合；(2)正确受力分析，除重力、弹力、摩擦力外还要特别注意静电力和磁场力的分析；(3)确定带电粒子的运动状态，注意运用动力学相关知识进行分析；(4)对于粒子连续通过几个不同情况的场的问题，要分阶段进行处理；(5)画出粒子运动轨迹，正确选择不同的运动规律．①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时

6、，根据受力平衡列方程求解；②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿运动定律结合圆周运动规律求解；③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解；④对于临界问题，注意挖掘隐含条件．【例题3】如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴与第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外．有一质量为m，带有电荷量＋q的质点由y轴左侧平行于x轴射入电场．质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角为φ，A点与原点O的距离为d.然后，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场，不计重力影响．若OC与x轴的

7、夹角为φ时，求：(1)粒子在磁场中运动速度的大小；(2)匀强电场的场强大小．【例题4】如图所示，在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域．磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g.21(1)求此区域内电场强度的大小和方向．(2)若某时刻微粒在场中运动到P点时，速度与水平方向的夹角为60°，且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径．求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离．(3)当带电微