高考物理一轮复习 8.4有界磁场临界问题教学案.doc

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1、8.4带点粒子在有界磁场中的运动一．知识要点1．有界磁场的解题思路（1）画轨迹：画出轨迹，确定圆心，用几何方法求半径.（2）找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系（3）用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式.2．有界磁场中临界问题的动态分析（1）粒子速度方向不变，速度大小变化：此时所有速度大小不同的粒子，其运动轨迹的圆心都在垂直于初速度的直线上，速度增加时，轨道半径随着增加，寻找运动轨迹的临界点（如：与磁场边界的切点，与磁场边界特殊点的交点等）；（2）粒子速度大小

2、不变，速度方向变化；此时由于速度大小不变，所有粒子运动的轨道半径相同，但不同粒子圆心位置不同，其共同规律是：所有粒子的圆心都在以入射点为圆心，以轨道半径为半径的圆上，从而找出动圆的圆心轨迹，再确定运动轨迹临界点。二．典题互动例1．如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B，一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。（粒子所重力不计）求：（1）该粒子射出磁场的位置；（2）该粒子在磁场中运动的时间。例2．长为L的水平极板间有如图所示的匀强磁场，磁感强度为

3、B，板间距离也为L。现有一质量为m、带电量为+q的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度v0射入磁场，不计重力。要想使粒子不打在极板上，则粒子进入磁场时的速度v0应为多少？例3．在真空中半径为r=3cm的圆形区域内有一匀强磁场，B=0.2T，方向如图示，一带正电的粒子以速度v=1.2×106m/s的初速度从磁场边界上的直径ab一端的a点射入磁场，已知该粒子的荷质比q/m=108C/kg，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的最长时间为多少?三．随堂演练1．如图，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电量为q的正电荷（重力不计）以速度v

4、沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。磁场磁感应强度大小为（）A．B．C．D．2．如图，在竖直放置的金属板M上放一个放射源C，可向纸面内各个方向射出速率均为v的粒子，P是与金属板M平行的足够大的荧光屏，到M的距离为d。现在P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M板向上射出的粒子刚好垂直打在荧光屏上。若粒子的质量为m，电荷量为+2e，则（）A．磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B的大小为2mv/edB．磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B的大小为mv/2edC．在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2dD．在荧光屏上

5、能观察到的亮斑区的长度为4d3.如图，真空中有一半径为R的圆形磁场区域，圆心为O，磁场的方向垂直纸面向内，磁感强度为B，距离O为2R处有一光屏MN，MN垂直于纸面放置，AO过半径垂直于屏，延长线交于C。一个带负电粒子以初速度v0沿AC方向进入圆形磁场区域，最后打在屏上D点，DC相距2R，不计粒子重力。若该粒子仍以初速v0从A点进入圆形磁场区域，但方向与AC成600角向右上方，粒子最后打在屏上E点，求粒子从A到E所用时间。