最新(浙江专用)2019版高考物理大二轮复习专题三电场与磁场11带电粒子在磁场中的运动课件ppt课件.ppt

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1、(浙江专用)2019版高考物理大二轮复习专题三电场与磁场11带电粒子在磁场中的运动课件带电粒子在有界磁场中运动问题2378解题技法1.圆心的确定(1)已知入射点、入射方向和出射点、出射方向时,可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(图甲所示)。(2)已知入射方向和入射点、出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(图乙所示)。9(3)带电粒子在不同边界磁场中的运动:①直线边界(进出磁场具有对称性,如图所示)。②平行边界(存在临界条件,如

2、图所示)。10③圆形边界(沿径向射入必沿径向射出,如图所示)。112.半径的确定和计算利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角),求解时注意以下几个重要的几何特点:(1)粒子速度的偏向角(φ)等于圆心角(α),并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图所示),即φ=α=2θ。(2)直角三角形的应用(勾股定理):找到AB的中点C,连接OC,则△AOC、△BOC都是直角三角形。123.运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间可由下式表示:13当堂练1(2018年2月温州六校协作体期末,23)如

3、图所示,正方形绝缘光滑水平台面WXYZ边长L=1.8m,距地面h=0.8m。平行板电容器的极板CD间距d=0.1m且垂直放置于台面,C板位于边界WX上,D板与边界WZ相交处有一小孔。电容器外的台面区域内(包括边界)有磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。电荷量q=5×10-13C的微粒静止于W处,在CD间加上恒定电压U=2.5V,板间微粒经电场加速后由D板所开小孔进入磁场(微粒始终不与极板接触),然后由XY边界离开台面。在微粒离开台面瞬时,静止于X点正下方水平地面上A点的滑块获得一水平速度,在微粒落地时恰好与之相遇。假定微粒在真空中运动、极板间电场

4、视为匀强电场,滑块视为质点,滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。14(1)求微粒在极板间所受电场力的大小并说明两板的极性;(2)求由XY边界离开台面的微粒的质量范围;(3)若微粒质量m0=1×10-13kg,求滑块开始运动时所获得的速度。(可能用到的数学知识:余弦定理a2=b2+c2-2bccosA,正弦定理,其中a、b、c分别为三角形的三条边的长度,A和B分别是边长为a和b的三角形两条边所对应的角)15答案:(1)1.25×10-11NC板带正电,D板带负电(2)8.1×10-14kg

5、解析:(1)微粒在极板间所受电场力为:代入数据得:F=1.25×10-11N由于微粒带正电且在两板间做加速运动,故C板带正电,D板带负电。1617(3)如图,微粒在台面以速度v做以O为圆心,R为半径的圆周运动,从台面边缘P点沿与XY边界成θ角飞出做平抛运动,落地点为Q,水平距离为s,下落时间为t。设滑块质量为M,获得速度v0后在t内沿与平台前侧面成φ角方向,以加速度a做匀减速运动到Q点,经过位移为k。18带电粒子在磁场中运动的临界、极值问题【典题2】(2017浙江选考10月,23)如图所示,x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,坐标原点处有一正离子源,单位

6、时间在xOy平面内发射n0个速率均为v的离子,分布在y轴两侧各为θ的范围内。在x轴上放置长度为L的离子收集板,其右端点距坐标原点的距离为2L,当磁感应强度为B0时,沿y轴正方向入射的离子,恰好打在收集板的右端点。整个装置处于真空中,不计重力,不考虑离子间的碰撞,忽略离子间相互作用。19(1)求离子的比荷;(2)若发射的离子被收集板全部收集,求θ的最大值;(3)假设离子到达x轴时沿x轴均匀分布。当θ=37°,磁感应强度在B0≤B≤3B0的区间取不同值时,求单位时间内收集板收集到的离子数n与磁感应强度B之间的关系。(不计离子在磁场中运动的时间)20(2)如图

7、1所示,以最大值θm入射时,有Δx=2R(1-cosθm)=L或2Rcosθm=L21(3)B>B0,全部收集到离子时的最小半径为R1,如图2,有2R1cos37°=L当2B01.6B0,恰好收集不到离子时的半径为R2,有R2=0.5L得B2=2B0当1.6B0

8、运动的临界问题时,通常以题目中的“恰好”“最高”“最长”“至少”等为突破口,将不