中学物理教师的教育科研.ppt

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1、课前复习检测.如图所示,直线边界MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场区域足够大.今有质量为m,电荷量为q的正、负带电粒子,从边界MN上某点垂直磁场方向射入,射入时的速度大小为v,方向与边界MN的夹角的弧度为θ,求正、负带电粒子在磁场中的运动时间.答案带正电粒子:2m（π-θ）/qB带负电粒子:带电粒子在有界磁场中运动-----临界问题胡建平2014.3.18是指：研究对象（物体或过程）从一种运动状态（或物理现象）转变为另一种运动状态（或物理现象）的转折状态，这个特定状态称之为临界状态。临界状态是发生量变和质变的转折点，起着承前启后的转折作用。当物体的运动变化到某

2、个特定状态时，有关的物理量将发生突变，该物理量的值叫临界值，在动力学问题中出现的“最大”、“最小”、“刚好”、“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现。何为临界状态：找临界点的方法：①粒子的入射角和出射角相等②如果与磁场边界成夹角θ进入，则运动轨迹所对的弦长L=2sinθOBA．rrPθMNBO2θθ考点一、带电粒子在单边界磁场中的运动例题1．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？．．300MNBrrO600O’rr600总结：直线边界

3、(进出磁场具有对称性，如下图)考点二、同源同向但不同速的带电粒子在磁场中运动的临界问题①速度较小时，作半圆运动后从原边界飞出；②速度增加为某临界值时，粒子作部分圆周运动其轨迹与另一边界相切；③速度较大时粒子作部分圆周运动后从另一边界飞出SBPSSQPQQ①速度较小时，作圆周运动通过射入点；②速度增加为某临界值时，粒子作圆周运动其轨迹与另一边界相切；③速度较大时粒子作部分圆周运动后从另一边界飞出圆心在过入射点跟跟速度方向垂直的直线上圆心在过入射点跟边界垂直的直线上圆心在磁场原边界上量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态．例题2：如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸

4、面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O方向垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角θ=300、大小为v0的带电粒子，已知粒子质量为m、电量为q，ab边足够长，ad边长为L，粒子的重力不计。求：⑴.粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。⑵.如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间。V0Oabcd考点二、同源同向但不同速的带电粒子在磁场中运动的临界问题例题1：如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O方向垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角θ=300、大小为v0的带电粒子，已知粒子质量为m、

5、电量为q，ab边足够长，ad边长为L，粒子的重力不计。求：⑴.粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。⑵.如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间。V0Oabcdθ●●V0Oabcdθ300600解决这类问题的思维方法：放缩法考点二、同源同向但不同速的带电粒子在磁场中运动的临界问题考点三、同源同速但不同向的带电粒子在磁场中运动的临界问题【例3】S为电子源，它只能在图示纸面上的3600范围内发射速率相同，质量为m，电量为e的电子，MN是一块竖直挡板，与S的水平距离OS=L，挡板左侧充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B．（l）要使S发射的电子能到达挡板

6、，则发射电子的速度至少多大？（2）若S发射电子的速度为eBL／m时，挡板被电子击中范围多大？（要求指明S在哪个范围内发射的电子可以击中挡板，并在图中画出能击中挡板距O上下最远的电子的运动轨道）考点三、同源同速但不同向的带电粒子在磁场中运动的临界问题【解析】（l）qBV=mV2/r当r=L/2时，速度v最小，可得：V=eBL／2m（2）电子速率V/=eBL／m，由eV/B=mV/2/r/可得：r/=L电子沿SO发射时，刚好到达板上的b点，且ob=r/=L，由SO逆时针转1800的范围内发射的电子均能击中挡板，落点由b→O→a→b/→a，其中a点为最远点。且aO=挡板能被电子击中的范

7、围由a→b，其高度h=L＋L·考点三、同源同速但不同向的带电粒子在磁场中运动的临界问题解决这类问题的思维方法:旋转圆法考点透析3：板书带电粒子在有界磁场中运动----临界问题考点二、同源同向但不同速的带电粒子在磁场中运动的临界问题思维方法：放缩法考点三、同源同速但不同向的带电粒子在磁场中运动的临界问题思维方法：旋转圆法考点一、带电粒子在单边磁场中的运动思维方法：充分利用对称性dabcθB考点三、同源同速但不同向的带电粒子在磁场中运动的临界问题解决这类问题的思维方法:旋转圆法板书设