高三物理磁场对运动电荷的作用.doc

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1、高三物理磁场对运动电荷的作用（第二课时）主备人：韩元华审核人：赵振营时间：2011、11、21考纲要求：洛仑兹力、洛仑兹力的应用Ⅰ级洛仑兹力的公式Ⅱ级带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ级考纲解读：纵观近几年的高考题可以看出涉及本章知识的题目年年都有，考查最多的是与洛仑兹力有关的带电粒子在匀强磁场中的运动；洛仑兹力的计算也仅限于速度与磁场垂直的情形。这就要求求解本章问题时要注意分析粒子的受力情景、运动情景，根据受力和初始条件来确定粒子的运动情况，结合运动情况充分利用数学知识求解相关问题。学习目标：1．会求洛伦兹力的大小，会运用左手定则判断洛伦兹力的方向。2．会分

2、析洛伦兹力对运动电荷的影响。3.能够分析带电粒子在磁场中的运动情况，并求相关物理量。重难点：带电粒子在磁场中的运动分析高考重现:2010·新课标·25如图所示，在0≤x≤a、o≤y≤范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0～范围内.己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的

3、(1)速度大小；(2)速度方向与y轴正方向夹角正弦。知识梳理：（学生填知识梳理，教师重点讲解，重点强调。）一、洛仑兹力1、大小：F＝qvBsinα(α为v与B的夹角)注意：①当v⊥B时，f洛最大，f洛=qBv(fBv三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直)导致粒子做匀速圆周运动。②当v//B时，f洛=0做匀速直线运动。只有运动的电荷在磁场中才有可能受洛仑兹力，静止电荷中磁场中不受洛仑兹力。2、方向：左手定则判定洛伦兹力方向：伸出左手，让姆指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向相反

4、）则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向．3、特点：不论电荷做什么性质运动，轨迹如何，洛仑兹力只改变速度的方向，不能改变速度的大小，对粒子永不做功。二、带电粒子在匀强磁场中的运动：1、带电粒子以平行与磁场的速度进入匀强磁场时，粒子不受洛仑兹力的作用而做运动。2、带电粒子以垂直与磁场的速度进入匀强磁场时，粒子在垂直于磁感线的平面以入射速度做匀速圆周运动，其运动所需的向心力全部由提供。3、思路方法：明确洛仑兹力提供作匀速圆周运动的向心力：qBv=m关健：找圆心、定半径、画轨迹。（1）找圆心：（圆心的确定）因f洛一定指向圆心，f洛⊥v①过入射点和出射点的速

5、度的垂线过圆心②任意一弦的中垂线一定过圆心；③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。（2）定半径：用几何知识（勾股定理、三角函数等）求出半径大小。（3）画出轨迹，利用半径公式；周期公式和几何关系求运动时间和相关物理。典例探究（学生板书例2，例3，教师重点讲解）例1、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（）××××××××××××××××甲乙A××××××××××××××××甲乙B×××××××××××××

6、×××乙甲C××××××××××××××××乙甲DMNOBν例2、如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？yxoBvva例3、一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。EFGH例4、2010·全国卷Ⅱ·26图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为V;两板之间有匀强

7、磁场，磁场应强度大小为，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG(EF边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面，垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF边中点H射入磁场区域。不计重力（1）已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG后，从边界EF穿出磁场，求离子甲的质量。（2）已知这些离子中的离子乙从EG边上的I点（图中未画出）穿出磁场，且GI长为，求离子乙的质量。选做：（有时间的同学选择，教师订正答案

8、）abcdv0mnB1、如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直