高三物理專題復(fù)習(xí)攻略 第一部分專題三第1講 帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件 新人教版(安徽專用)
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1、專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)第第1講帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)講帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)專題三電場(chǎng)與磁場(chǎng)重點(diǎn)知識(shí)歸納重點(diǎn)知識(shí)歸納一、描述電場(chǎng)的基本物理量一、描述電場(chǎng)的基本物理量電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)差電勢(shì)能電勢(shì)能意義意義描述電場(chǎng)的描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)力的性質(zhì)描述電場(chǎng)描述電場(chǎng)的能的性的能的性質(zhì)質(zhì)描述電描述電場(chǎng)力做場(chǎng)力做功的本功的本領(lǐng)領(lǐng)描述電荷描述電荷在電場(chǎng)中在電場(chǎng)中的能量,的能量,電荷做功電荷做功的本領(lǐng)的本領(lǐng)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)差電勢(shì)能電勢(shì)能定定義義Epq電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)差電勢(shì)能電勢(shì)能矢矢標(biāo)標(biāo)性性矢量
2、,方向矢量,方向?yàn)榉旁陔妶?chǎng)為放在電場(chǎng)中的正電荷中的正電荷的受力方向的受力方向標(biāo)量,標(biāo)量,但有正但有正負(fù),正負(fù),正負(fù)只表負(fù)只表示大小示大小標(biāo)量,標(biāo)量,有正負(fù)有正負(fù),正負(fù),正負(fù)只表示只表示電勢(shì)的電勢(shì)的高低高低正電荷在正電荷在正電勢(shì)位正電勢(shì)位置有正電置有正電勢(shì)能,簡(jiǎn)勢(shì)能,簡(jiǎn)化為:正化為:正正得正,正得正,負(fù)正得負(fù)負(fù)正得負(fù),負(fù)負(fù)得,負(fù)負(fù)得正正電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)差電勢(shì)能電勢(shì)能決決定定因因素素場(chǎng)強(qiáng)由電場(chǎng)強(qiáng)由電場(chǎng)本身決場(chǎng)本身決定,與試定,與試探電荷無探電荷無關(guān)關(guān)電勢(shì)由電電勢(shì)由電場(chǎng)本身決場(chǎng)本身決定,與試定,與試探電荷無探電荷無關(guān),其大關(guān),其大小與參考小與參考點(diǎn)的選取點(diǎn)的選取有關(guān),有有關(guān),有相對(duì)
3、性相對(duì)性由電場(chǎng)由電場(chǎng)本身的本身的兩點(diǎn)間兩點(diǎn)間差異決差異決定,與定,與試探電試探電荷無關(guān)荷無關(guān),與參,與參考點(diǎn)選考點(diǎn)選取無關(guān)取無關(guān)由電荷由電荷量和該量和該點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)二者決二者決定,與定,與參考點(diǎn)參考點(diǎn)選取有選取有關(guān)關(guān)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)差電勢(shì)能電勢(shì)能關(guān)關(guān)系系場(chǎng)強(qiáng)為零的場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)不地方電勢(shì)不一定為零一定為零電勢(shì)為零電勢(shì)為零的地方場(chǎng)的地方場(chǎng)強(qiáng)不一定強(qiáng)不一定為零為零零場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域零場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域兩點(diǎn)間電勢(shì)兩點(diǎn)間電勢(shì)差一定為零差一定為零,電勢(shì)差為,電勢(shì)差為零的區(qū)域場(chǎng)零的區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)不一定為強(qiáng)不一定為零零場(chǎng)強(qiáng)為零場(chǎng)強(qiáng)為零,電勢(shì)能,電勢(shì)能不一定為不一定為零,電勢(shì)零,電勢(shì)為零,電為零,電勢(shì)能一定勢(shì)能
4、一定為零為零電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度電勢(shì)電勢(shì)電勢(shì)差電勢(shì)差電勢(shì)能電勢(shì)能聯(lián)聯(lián)系系 二、電場(chǎng)、磁場(chǎng)性質(zhì)的歸納比較 1兩種場(chǎng)強(qiáng)的比較磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E定義定義式式?jīng)Q定決定因素因素由場(chǎng)源決定由場(chǎng)源決定由場(chǎng)源決定由場(chǎng)源決定磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E方方向向磁感線的切線方向,磁感線的切線方向,小磁針小磁針N極受力的方極受力的方向向電場(chǎng)線的切線方向,電場(chǎng)線的切線方向,正電荷受電場(chǎng)力的方正電荷受電場(chǎng)力的方向向物理物理意義意義描述磁場(chǎng)力的性質(zhì)描述磁場(chǎng)力的性質(zhì)描述電場(chǎng)力的性質(zhì)描述電場(chǎng)力的性質(zhì)運(yùn)算運(yùn)算法則法則矢量運(yùn)算法則矢量運(yùn)算法則矢量運(yùn)算法則矢量運(yùn)算法則單單位位1 T1 N/(Am)1
5、N/C1 V/m 2.電場(chǎng)力、安培力、洛倫茲力的比較名稱名稱項(xiàng)目項(xiàng)目電場(chǎng)力電場(chǎng)力安培力安培力洛倫茲力洛倫茲力作用對(duì)象作用對(duì)象電荷電荷通電導(dǎo)體通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷力的大小力的大小I和和B垂直時(shí)垂直時(shí)最大:最大:F安安IBL;I和和B平平行時(shí)最?。盒袝r(shí)最小:F安安0v和和B垂直時(shí)垂直時(shí)最大:最大:F洛洛qvB;v和和B平行時(shí)最小平行時(shí)最小:F洛洛0名稱名稱項(xiàng)目項(xiàng)目電場(chǎng)力電場(chǎng)力安培力安培力洛倫茲力洛倫茲力力的方向力的方向正電荷:正電荷:與電場(chǎng)強(qiáng)與電場(chǎng)強(qiáng)度方向一度方向一致致負(fù)電荷:負(fù)電荷:與電場(chǎng)強(qiáng)與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相度方向相反反左手定則左手定則:F安安與與I垂垂直,與直,與B垂垂直直F安安總總垂直于垂
6、直于I與與B決定的平?jīng)Q定的平面面左手定則左手定則:F洛洛與與v垂直,與垂直,與B垂直垂直F洛洛總垂直于總垂直于v與與B決定的決定的平面平面名稱名稱項(xiàng)目項(xiàng)目電場(chǎng)力電場(chǎng)力安培力安培力洛倫茲力洛倫茲力作用效果作用效果對(duì)電荷做對(duì)電荷做功,使運(yùn)功,使運(yùn)動(dòng)電荷直動(dòng)電荷直線加速或線加速或偏轉(zhuǎn),電偏轉(zhuǎn),電勢(shì)能和動(dòng)勢(shì)能和動(dòng)能改變能改變改變導(dǎo)體棒改變導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);對(duì)導(dǎo)體棒;對(duì)導(dǎo)體棒做功,實(shí)現(xiàn)做功,實(shí)現(xiàn)電能和其他電能和其他形式能的相形式能的相互轉(zhuǎn)化互轉(zhuǎn)化只改變速度方只改變速度方向,不改變速向,不改變速度大??;洛倫度大?。宦鍌惼澚τ肋h(yuǎn)不對(duì)茲力永遠(yuǎn)不對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功運(yùn)動(dòng)電荷做功應(yīng)應(yīng)用用直線加速直線加速器、示
7、波器、示波器器電流天平、電流天平、電流表電流表質(zhì)譜儀、回旋質(zhì)譜儀、回旋加速器、電磁加速器、電磁流量計(jì)、磁流流量計(jì)、磁流體發(fā)電機(jī)體發(fā)電機(jī) 三、帶電粒子的“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較比較比較內(nèi)容內(nèi)容垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)垂直磁感線進(jìn)入勻垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)受力受力情況情況電場(chǎng)力電場(chǎng)力FEqE,其,其大小、方向不變,大小、方向不變,與速度與速度v無關(guān),無關(guān),F(xiàn)E是是恒力恒力洛倫茲力洛倫茲力FBqvB,其大小不變,方,其大小不變,方向隨向隨v而改變,而改變,F(xiàn)B是是變力變力規(guī)律規(guī)律類平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)比較比較
8、內(nèi)容內(nèi)容垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡拋物線拋物線圓或圓的一部分圓或圓的一部分比較比較內(nèi)容內(nèi)容垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)求解求解方法方法比較比較內(nèi)容內(nèi)容垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)垂直磁感線進(jìn)入勻垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)功能功能關(guān)系關(guān)系做功,動(dòng)能、電勢(shì)做功,動(dòng)能、電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化能相互轉(zhuǎn)化不做功,無能量轉(zhuǎn)不做功,無能量轉(zhuǎn)化形
9、式化形式熱點(diǎn)題型示例熱點(diǎn)題型示例電場(chǎng)性質(zhì)的考查電場(chǎng)性質(zhì)的考查分析電場(chǎng)中分析電場(chǎng)中“拐彎現(xiàn)象拐彎現(xiàn)象”的方法的方法帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條與電場(chǎng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條與電場(chǎng)線、等勢(shì)線都不重合的曲線,這種現(xiàn)象簡(jiǎn)稱線、等勢(shì)線都不重合的曲線,這種現(xiàn)象簡(jiǎn)稱為為“拐彎現(xiàn)象拐彎現(xiàn)象”,其實(shí)質(zhì)為,其實(shí)質(zhì)為“運(yùn)動(dòng)與力運(yùn)動(dòng)與力”的的關(guān)系通常只有電場(chǎng)力、有時(shí)也有重力關(guān)系通常只有電場(chǎng)力、有時(shí)也有重力等一般要綜合性地涉及電場(chǎng)中力的性質(zhì)和等一般要綜合性地涉及電場(chǎng)中力的性質(zhì)和能的性質(zhì)能的性質(zhì) (1)“運(yùn)動(dòng)與力兩線法”分析時(shí)要畫出“速度線”(運(yùn)動(dòng)軌跡在初始位置的切線)與“力線”(在初始位置電場(chǎng)線的切線方向)
10、從二者的夾角情況做曲線運(yùn)動(dòng)情景分析,運(yùn)動(dòng)軌跡在兩線之間且力指向軌跡的凹側(cè) (2)“三不知時(shí)要假設(shè)”電荷的正負(fù)、場(chǎng)強(qiáng)的方向或等勢(shì)面電勢(shì)的高低、電荷運(yùn)動(dòng)的方向,是題意中相互制約的三個(gè)方面若已知其中的任一個(gè),可順次向下分析判定各待求量;若三個(gè)都不知(三不知),則要用“假設(shè)法”分別討論各種情況 如圖311所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡粒子先經(jīng)過M點(diǎn),再經(jīng)過N點(diǎn)可以判定()圖圖311 A粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力 BM點(diǎn)的電勢(shì)低于N點(diǎn)的電勢(shì) C粒子帶正電 D粒子在M點(diǎn)動(dòng)能大于在N點(diǎn)的動(dòng)能【自主解答自主解答】電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)
11、的大小,電場(chǎng)線越密集,場(chǎng)強(qiáng)越大,電場(chǎng)線越密集,場(chǎng)強(qiáng)越大M點(diǎn)所在區(qū)域電點(diǎn)所在區(qū)域電場(chǎng)線比場(chǎng)線比N點(diǎn)疏,所以點(diǎn)疏,所以M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小,粒子在點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小,粒子在M點(diǎn)點(diǎn)受的電場(chǎng)力小故受的電場(chǎng)力小故A錯(cuò)誤錯(cuò)誤沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)逐漸降低從總的趨勢(shì)看沿電場(chǎng)線方向,電勢(shì)逐漸降低從總的趨勢(shì)看,電場(chǎng)線的方向是從,電場(chǎng)線的方向是從M到到N的,所以的,所以M點(diǎn)的電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)高于高于N點(diǎn)故點(diǎn)故B錯(cuò)誤錯(cuò)誤 如圖所示,用“速度線與力線”的方法在粒子運(yùn)動(dòng)的始點(diǎn)M做上述的“兩條線”,顯然電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)線的方向基本一致,所以粒子帶正電,C正確 “速度線與力線”夾角為銳角,所以電場(chǎng)力做正功粒子的電勢(shì)能減小,由能量守恒知其動(dòng)能增加
12、故D錯(cuò)誤【答案】【答案】C強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練1(2011年北京西城高三調(diào)研年北京西城高三調(diào)研)如圖如圖312所示中的虛線為兩個(gè)等量點(diǎn)電荷所產(chǎn)生所示中的虛線為兩個(gè)等量點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線,且相鄰兩等勢(shì)線間的靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線,且相鄰兩等勢(shì)線間電勢(shì)差相等若不計(jì)重力的帶電粒子從電勢(shì)差相等若不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入點(diǎn)射入電場(chǎng)后恰能沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)后恰能沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)軌點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的另一點(diǎn),則下述判斷正確的是跡上的另一點(diǎn),則下述判斷正確的是()圖圖312 A由a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做正功,帶電粒子的電勢(shì)能減少,動(dòng)能增加 B由a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中帶電粒
13、子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度 C根據(jù)等勢(shì)線分布可以判斷,兩等量點(diǎn)電荷可能是同種電荷 D若粒子帶負(fù)電,則a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) 解析:選A.由于電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,即帶電粒子受到電場(chǎng)力的方向與等勢(shì)面垂直,且?guī)щ娏W铀茈妶?chǎng)力指向軌跡的凹側(cè),可以判斷,從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做正功,帶電粒子的電勢(shì)能減少,減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能,故A對(duì); 根據(jù)等差等勢(shì)線密集處電場(chǎng)強(qiáng)度大,稀疏處電場(chǎng)強(qiáng)度小的規(guī)律,可知a處的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b處,即帶電粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)加速度,故B錯(cuò);根據(jù)等量同種點(diǎn)電荷及等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線及等勢(shì)線分布特點(diǎn),可以判斷該圖為等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)等勢(shì)線,故C錯(cuò);若
14、粒子帶負(fù)電,左側(cè)的場(chǎng)源電荷也帶負(fù)電,則右側(cè)的場(chǎng)源電荷帶正電,則a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì),故D錯(cuò)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 2處理帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的兩種思路 (1)運(yùn)動(dòng)學(xué)觀點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)學(xué)觀點(diǎn)是指用勻變速運(yùn)動(dòng)的公式來解決實(shí)際問題一般有兩種情況:帶電體的初速度方向與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線共線,帶電體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)帶電體的初速度方向與電場(chǎng)線垂直,帶電體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng)) (2)功能觀點(diǎn) 功能觀點(diǎn)是指用動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律來解決實(shí)際問題,特別適用于非勻變速運(yùn)動(dòng)問題一般有兩種情況:若用動(dòng)能定理,則要分清有多少個(gè)力做功,是正功還是負(fù)功,合功是多少,同時(shí)要明確初、末狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過
15、程中動(dòng)能的增量若用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,則要分清帶電體在運(yùn)動(dòng)過程中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化,哪些能量是增加的,哪些能量是減少的 (2011年高考浙江理綜卷)如圖313甲所示,靜電除塵裝置中有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為b、高為d的矩形通道,其前、后面板使用絕緣材料,上、下面板使用金屬材料圖乙是裝置的截面圖,上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連 圖313 質(zhì)量為m、電荷量為q、分布均勻的塵埃以水平速度v0進(jìn)入矩形通道,當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和,同時(shí)被收集通過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率.當(dāng)dd0時(shí),為81%(即離下板0.81d0范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集)不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用【答案答
16、案】見自主解答見自主解答強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練2(2011年高考福建理綜卷年高考福建理綜卷)反射式速反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一,它利用電子團(tuán)在調(diào)管是常用的微波器件之一,它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微波,其振蕩原理與下述電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微波,其振蕩原理與下述過程類似如圖過程類似如圖314所示,所示,圖圖314 在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開始,在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C,方向如圖所示,帶電微粒質(zhì)量m1.01020 kg,帶電量q1.0109 C,A點(diǎn)距虛線MN
17、的距離d11.0 cm,不計(jì)帶電微粒的重力,忽略相對(duì)論效應(yīng)求: (1)B點(diǎn)距虛線MN的距離d2; (2)帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t.答案:答案:(1)0.5 cm(2)1.5108 s 1處理帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題的常用方法 (1)畫軌跡:畫出帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,并確定其圓心和半徑圓心確定后,一般根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)或洛倫茲力公式求出半徑確定圓心的方法有: 畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上任意兩點(diǎn)(常選進(jìn)入、離開磁場(chǎng)的兩點(diǎn))的向心力的方向,沿兩個(gè)向心力畫其延長(zhǎng)線,兩條延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 圓心必定在圓中任意一條弦的中垂線上,再作出速度的一條
18、垂線或另一條弦的中垂線,兩線的交點(diǎn)即為圓心 (2)找關(guān)系 圓周運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性:粒子從某一邊界射入磁場(chǎng)時(shí)和從同一邊界射出時(shí),速度方向與邊界的夾角相等;沿半徑方向射入圓形磁場(chǎng)的粒子,必沿半徑方向射出 如圖315所示,粒子速度的偏向角等于回旋角,且等于AC弦與切線的夾角(弦切角)的兩倍,即2. 如圖315所示,相對(duì)的弦切角相等,與相鄰的弦切角互補(bǔ),即:180. 圖315 2處理帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問題的方法 (1)粒子源發(fā)射速度大小一定、方向不定的粒子 此類問題的特點(diǎn)是:所有帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心處在同一圓周上處理這類問題時(shí),先確定粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,再確定圓心的集合
19、,然后運(yùn)用作圖法找到臨界狀態(tài),即可求解 (2)粒子源發(fā)射速度方向一定、大小不定的粒子 此類問題的特點(diǎn)是:所有帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心處在同一直線上處理這類問題時(shí),先確定粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心的集合,然后運(yùn)用作圖法找到臨界狀態(tài),即可求解 (2011年高考押題卷)如圖316所示,在平面直角坐標(biāo)系的第一象限中,有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在坐標(biāo)原點(diǎn)O有一個(gè)粒子發(fā)射源,可以沿x軸正方向源源不斷地發(fā)出速度不同的同種帶正電的粒子,不計(jì)粒子的重力在坐標(biāo)系中有一點(diǎn)B,連接OB、AB恰可構(gòu)成一個(gè)直角三角形,則關(guān)于粒子在該三角形區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)情況下列說法正確的是()圖圖316 A出射速度越大的粒子,
20、在三角形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng) B出射速度越大的粒子,在三角形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡越長(zhǎng) C所有從發(fā)射源射出后能夠到達(dá)OB邊的粒子,從射出至到達(dá)OB邊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等 D所有從發(fā)射源射出后能夠到達(dá)AB邊的粒子,從射出至到達(dá)AB邊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等【答案】【答案】C強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練3(2011年高考浙江理綜卷改編年高考浙江理綜卷改編)利用利用如圖如圖317所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子圖中板的帶電粒子圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),板上有兩、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),板上有兩條寬度分別為條寬度分別為2d和和d的縫,兩縫近端相距為的縫,兩縫近端相距為L(zhǎng).圖圖317 一群質(zhì)量為m、電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng),對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子,下列說法正確的是()
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