2013版高中物理一輪復(fù)習(xí)課件：8-2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用.ppt

考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 第2講 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 1.洛倫茲倫茲 力：磁場(chǎng)對(duì)場(chǎng)對(duì) _的作用力叫洛倫茲倫茲 力 洛倫茲倫茲 力、洛倫茲倫茲 力的方向 (考綱綱要求) 洛倫茲倫茲 力的公式 (考綱綱要求) 洛倫茲倫茲 力的方向 (1)判定方法 左手定則則：掌心磁感線線_ 穿入掌心； 四指指向正電電荷運(yùn)動(dòng)動(dòng)的方向或 負(fù)電負(fù)電 荷運(yùn)動(dòng)動(dòng)的_； 拇指指向_的方向 2 運(yùn)動(dòng)電動(dòng)電 荷 垂直 反方向 洛倫茲倫茲 力 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) (2)方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)v，即F垂 直于B和v決定的_(注意：洛倫茲倫茲 力不做功) 洛倫茲倫茲 力的大小 (1)vB時(shí)時(shí)，洛倫茲倫茲 力F_.(0或 180) (2)vB時(shí)時(shí)，洛倫茲倫茲 力 F_.(90) (3)v0時(shí)時(shí)，洛倫茲倫茲 力F_. 3 平面 0 0 qvB 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 若vB，帶電帶電 粒子不受洛倫茲倫茲 力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)中做_ 運(yùn)動(dòng)動(dòng) 若vB，帶電帶電 粒子僅僅受洛倫茲倫茲 力作用，在垂直于磁感線線的平 面內(nèi)以入射速度v做_運(yùn)動(dòng)動(dòng) 帶電帶電 粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)動(dòng) (考綱綱要求) 1. 2 勻速直線線 勻速圓圓周 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀 (1)構(gòu)造：如圖圖821所示，由 粒子源、_、_ 和照相底片等構(gòu)成 (2)原理：粒子由靜止被加速電電 場(chǎng)場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)動(dòng)能定理可得關(guān) 系式 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀 和回旋加速器 (考綱綱要求) 圖821 1. 粒子在磁場(chǎng)場(chǎng)中受洛倫茲倫茲 力作用而偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，做勻速圓圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng) ，根據(jù)牛頓頓第二定律得關(guān)系式qvB . 由兩式可得出需要研究的物理量，如粒子軌軌道半徑、粒子 質(zhì)質(zhì)量、比荷 r ，m ， . 加速電場(chǎng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁場(chǎng)場(chǎng) 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 回旋加速器 (1)構(gòu)造：如圖圖822所示，D1、D2是 半圓圓金屬盒，D形盒的縫縫隙處處接_ 電電源D形盒處處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)中 (2)原理：交流電電的周期和粒子做圓圓周運(yùn) 動(dòng)動(dòng)的周期_，粒子在圓圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)的過(guò)過(guò) 程中一次一次地經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò) D形盒縫縫隙，兩盒 間間的電勢(shì)電勢(shì) 差一次一次地反向，粒子就會(huì) 被一次一次地加速 圖822 2 子獲獲得的最大動(dòng)動(dòng)能由_和D形盒_決定，與 加速電壓電壓 _ 可見(jiàn)見(jiàn)粒 交流 磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度半徑 無(wú)關(guān) 相等 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) (2011遵義義高三檢測(cè)檢測(cè) )關(guān)于電場(chǎng)電場(chǎng) 力與洛倫茲倫茲 力，以下說(shuō)說(shuō)法正確 的是 ( ) A電電荷只要處處在電場(chǎng)電場(chǎng) 中，就會(huì)受到電場(chǎng)電場(chǎng) 力，而電電荷靜止在磁 場(chǎng)場(chǎng)中，也可能受到洛倫茲倫茲 力 B電場(chǎng)電場(chǎng) 力對(duì)對(duì)在電場(chǎng)電場(chǎng) 中的電電荷一定會(huì)做功，而洛倫茲倫茲 力對(duì)對(duì)在 磁 場(chǎng)場(chǎng)中的電電荷卻不會(huì)做功 C電場(chǎng)電場(chǎng) 力與洛倫茲倫茲 力一樣樣，受力方向都在電場(chǎng)線電場(chǎng)線 和磁感線線 上 D只有運(yùn)動(dòng)動(dòng)的電電荷在磁場(chǎng)場(chǎng)中才可能會(huì)受到洛倫茲倫茲 力的作用 解析 靜止在磁場(chǎng)場(chǎng)中的電電荷不可能受到洛倫茲倫茲 力，A錯(cuò)錯(cuò)；盡管 電場(chǎng)電場(chǎng) 力對(duì)電對(duì)電 荷可以做功，但如果電電荷在電場(chǎng)電場(chǎng) 中不動(dòng)動(dòng)或沿等勢(shì)勢(shì) 面移動(dòng)動(dòng)，電場(chǎng)電場(chǎng) 力做功為為零，B錯(cuò)錯(cuò)；洛倫茲倫茲 力的方向與磁感線線垂 直，與運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向垂直，C錯(cuò)錯(cuò)只有D是正確的 答案 D 1 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) (2011黃山高三檢測(cè)檢測(cè) )下列各圖圖中，運(yùn)動(dòng)電動(dòng)電 荷的速度方向 、磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度方向和電電荷的受力方向之間間的關(guān)系正確的 是 ( ) 2 解析 根據(jù)左手定則則，A中F方向應(yīng)應(yīng)向上，B中F方向應(yīng)應(yīng)向 下，故A錯(cuò)錯(cuò)、B對(duì)對(duì)C、D中都是vB，F(xiàn)0，故C、D都 錯(cuò)錯(cuò) 答案 B 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 如圖圖823所示，半徑為為r的圓圓形 空間間內(nèi)，存在著垂直于紙紙面向里的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)，一個(gè)帶電帶電 粒子(不計(jì)計(jì)重力 )從A點(diǎn)以速度v0垂直于磁場(chǎng)場(chǎng)方向射 入磁場(chǎng)場(chǎng)中，并從B點(diǎn)射出，若 AOB120，則該帶電則該帶電 粒子在磁 場(chǎng)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)的時(shí)間為時(shí)間為( ) 圖823 3 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 答案 D 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓頓因質(zhì)譜質(zhì)譜 儀儀的發(fā)發(fā)明、同位素和質(zhì)譜質(zhì)譜 的研究 榮獲獲了諾貝諾貝 爾化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)若速度相 同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀 后的運(yùn)動(dòng)軌動(dòng)軌 跡如圖圖824所示， 則則下列相關(guān)說(shuō)說(shuō)法中正確的是 ( ) A該該束帶電帶電 粒子帶負(fù)電帶負(fù)電 B速度選擇選擇 器的P1極板帶帶正電電 圖824 4 C在B2磁場(chǎng)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)質(zhì)量越大 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 答案 BD 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) (2012石家莊教學(xué)檢測(cè)檢測(cè) )勞倫勞倫 斯 和利文斯設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 出回旋加速器，工 作原理示意圖圖如圖圖825所示 置于高真空中的D形金屬盒半 徑為為R，兩盒間間的狹縫縫很小，帶帶 電電粒子穿過(guò)過(guò)的時(shí)間時(shí)間 可忽略磁 感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度為為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)與盒面 垂直，高頻頻交流電頻電頻 率為為f，加 圖825 5 速電壓為電壓為 U0.若A處處粒子源產(chǎn)產(chǎn)生的質(zhì)質(zhì)子質(zhì)質(zhì)量為為m、電電荷量 為為q，在加速器中被加速，且加速過(guò)過(guò)程中不考慮慮相對(duì)論對(duì)論 效應(yīng)應(yīng)和重力的影響則則下列說(shuō)說(shuō)法正確的是 ( ) A質(zhì)質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)過(guò)2Rf B質(zhì)質(zhì)子離開(kāi)回旋加速器時(shí)時(shí)的最大動(dòng)動(dòng)能與加速電壓電壓 U成正比 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) D.不改變變磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻電頻 率f，該該回旋加速器也 能用于粒子加速 答案 AC 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 洛倫茲倫茲 力和安培力的關(guān)系 洛倫茲倫茲 力是單單個(gè)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)電 荷在磁場(chǎng)場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)導(dǎo)體 中所有定向移動(dòng)動(dòng)的自由電電荷受到的洛倫茲倫茲 力的宏觀觀表現(xiàn)現(xiàn) 洛倫茲倫茲 力方向的特點(diǎn) (1)洛倫茲倫茲 力的方向總總是垂直于運(yùn)動(dòng)電動(dòng)電 荷速度方向和磁場(chǎng)場(chǎng)方向 確定的平面 (2)當(dāng)電電荷運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向發(fā)發(fā)生變變化時(shí)時(shí)，洛倫茲倫茲 力的方向也隨之變變化 (3)用左手定則則判斷負(fù)電負(fù)電 荷在磁場(chǎng)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)所受的洛倫茲倫茲 力時(shí)時(shí)， 要注意將四指指向電電荷運(yùn)動(dòng)動(dòng)的反方向 考點(diǎn)一 對(duì)對(duì)洛倫茲倫茲 力的理解 1 2 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 3洛倫茲倫茲 力與電場(chǎng)電場(chǎng) 力的比較較 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 用絕緣細(xì)線懸絕緣細(xì)線懸 掛一個(gè)質(zhì)質(zhì)量為為m，帶電帶電 荷 量為為q的小球，讓讓它處處于圖圖826所 示的磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度為為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)中由于 磁場(chǎng)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)，小球靜止在圖圖中位置，這這 時(shí)懸線時(shí)懸線 與豎豎直方向夾夾角為為，并被拉緊緊 ，則則磁場(chǎng)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度和方向是 ( ) 【典例1】 圖826 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 答案 C 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 在如圖圖827所示的空間間中，存在電場(chǎng)電場(chǎng) 強(qiáng)度為為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng) ，同時(shí)時(shí)存在沿x軸負(fù)軸負(fù) 方 向、磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度為為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)一質(zhì)質(zhì)子( 電電荷量為為e)在該該空間間恰沿y軸軸正方向以速度 v勻速運(yùn)動(dòng)動(dòng)據(jù)此可以判斷出 ( ) 【變式1】 圖827 A質(zhì)質(zhì)子所受電場(chǎng)電場(chǎng) 力大小等于eE，運(yùn)動(dòng)動(dòng)中電勢(shì)電勢(shì) 能減小； 沿 z軸軸正方向電勢(shì)電勢(shì) 升高 B質(zhì)質(zhì)子所受電場(chǎng)電場(chǎng) 力大小等于eE，運(yùn)動(dòng)動(dòng)中電勢(shì)電勢(shì) 能增大； 沿 z軸軸正方向電勢(shì)電勢(shì) 降低 C質(zhì)質(zhì)子所受電場(chǎng)電場(chǎng) 力大小等于evB，運(yùn)動(dòng)動(dòng)中電勢(shì)電勢(shì) 能不變變； 沿z軸軸正方向電勢(shì)電勢(shì) 升高 D質(zhì)質(zhì)子所受電場(chǎng)電場(chǎng) 力大小等于evB，運(yùn)動(dòng)動(dòng)中電勢(shì)電勢(shì) 能不變變； 沿z軸軸正方向電勢(shì)電勢(shì) 降低 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 解析 解答本題題是利用左手定則則判斷洛倫茲倫茲 力的方向， 根據(jù)平衡條件判斷電場(chǎng)電場(chǎng) 力方向及電場(chǎng)電場(chǎng) 方向，注意運(yùn)用電電 場(chǎng)場(chǎng)力做功與電勢(shì)電勢(shì) 能變變化的關(guān)系，沿電場(chǎng)線電場(chǎng)線 方向電勢(shì)電勢(shì) 降低 勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)的磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度B的方向沿x軸負(fù)軸負(fù) 方向，質(zhì)質(zhì)子沿y 軸軸正方向運(yùn)動(dòng)動(dòng)，由左手定則則可確定洛倫茲倫茲 力沿z軸軸正方向 ；由于質(zhì)質(zhì)子受電場(chǎng)電場(chǎng) 力和洛倫茲倫茲 力作用沿y軸軸正方向做勻速 直線線運(yùn)動(dòng)動(dòng)，故電場(chǎng)電場(chǎng) 力eE等于洛倫茲倫茲 力evB，方向沿z軸負(fù)軸負(fù) 方向，即電場(chǎng)電場(chǎng) 方向沿z軸負(fù)軸負(fù) 方向，質(zhì)質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)過(guò)動(dòng)過(guò) 程中電電 場(chǎng)場(chǎng)力不做功，電勢(shì)電勢(shì) 能不變變，沿z軸軸正方向即電場(chǎng)電場(chǎng) 反方向電電 勢(shì)勢(shì)升高，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤錯(cuò)誤 答案 C 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 圓圓心的確定 (1)已知入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、入射方向和出射方向時(shí)時(shí)，可通 過(guò)過(guò)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別別作垂直于入射方向和出射方向的直 線線，兩條直線線的交點(diǎn)就是圓圓弧軌軌道的圓圓心(如圖圖828 甲所示，圖圖中P為為入射點(diǎn)，M為為出射點(diǎn)) 考點(diǎn)二 帶電帶電 粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)動(dòng) 1 甲 乙 圖828 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) (2)已知入射方向、入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的位置時(shí)時(shí)，可以通過(guò)過(guò) 入射點(diǎn)作入射方向的垂線線，連連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中 垂線線，這這兩條垂線線的交點(diǎn)就是圓圓弧軌軌跡的圓圓心(如圖圖82 8乙所示，P為為入射點(diǎn)，M為為出射點(diǎn)) 半徑的確定 可利用物理學(xué)公式或幾何知識(shí)識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)求 出半徑大小 運(yùn)動(dòng)時(shí)間動(dòng)時(shí)間 的確定 2 3 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 如圖圖829所示，長(zhǎng)長(zhǎng)方形abcd長(zhǎng)長(zhǎng)ad 0.6 m，寬寬ab0.3 m，O、e分別別是ad、 bc的中點(diǎn)，以ad為為直徑的半圓圓內(nèi)有垂直 于紙紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)(邊邊界上無(wú)磁場(chǎng)場(chǎng)) ，磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度B0.25 T一群不計(jì)計(jì)重力 、質(zhì)質(zhì)量m3107kg、電電荷量q210 3C的帶電 帶電 粒子以速度v5102 m/s沿 垂 【典例2】 圖829 直ad方向且垂直于磁場(chǎng)場(chǎng)射入磁場(chǎng)場(chǎng)區(qū)域，不考慮慮粒子間間的 相互作用 (1)若從O點(diǎn)射入的帶電帶電 粒子剛剛好沿Oe直線線射出，求空間間 所加電場(chǎng)電場(chǎng) 的大小和方向 (2)若只有磁場(chǎng)時(shí)場(chǎng)時(shí) ，某帶電帶電 粒子從O點(diǎn)射入，求該該粒子從 長(zhǎng)長(zhǎng)方形abcd射出的位置 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 解析 (1)若從O點(diǎn)射入的帶電帶電 粒子剛剛好沿Oe直線線射出， 則則粒子所受的洛倫茲倫茲 力與電場(chǎng)電場(chǎng) 力平衡，即qvBqE，得E vB125 V/m 由左手定則則可判斷洛倫茲倫茲 力方向向上，所以電場(chǎng)電場(chǎng) 力向下 ，因?yàn)闉榱Ｗ訋д婋?，所以電?chǎng)電場(chǎng) 方向與bc邊邊平行向下 (2)如圖圖所示，若只有磁場(chǎng)時(shí)場(chǎng)時(shí) ，某帶電帶電 粒子從O點(diǎn)射入， 由左手定則則可知粒子射入后向上偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 答案 (1)125 V/m；與bc邊邊平行向下 (2)e點(diǎn)上方距e點(diǎn)0.22 m處處 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 帶電帶電 粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)中做勻速圓圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng) 的程序解題題法三步法 (1)畫(huà)軌跡：即畫(huà)出軌跡，并確定圓心，幾何方法求半徑. (2)找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)速度相聯(lián)系，偏 轉(zhuǎn)角度與圓心角、運(yùn)動(dòng)時(shí)間相聯(lián)系，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 與周期相聯(lián)系. (3)用規(guī)律：即牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，特別是周 期公式、半徑公式. 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 如圖圖8210所示，在某空間實(shí)驗(yàn)間實(shí)驗(yàn) 室 中，有兩個(gè)靠在一起的等大的圓圓柱形 區(qū)域，分別別存在著等大反向的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)場(chǎng)，磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度B0.10 T，磁場(chǎng)場(chǎng)區(qū) 域 【變式2】 圖8210 左側(cè)側(cè)區(qū)圓圓心為為O1，磁場(chǎng)場(chǎng)向里，右側(cè)側(cè)區(qū)圓圓 心 為為O2，磁場(chǎng)場(chǎng)向外兩區(qū)域切點(diǎn)為為C.今有質(zhì)質(zhì)量m3.21026 kg.帶電帶電 荷量q1.61019 C的某種離子，從左側(cè)側(cè)區(qū)邊緣邊緣 的 A點(diǎn)以速度v106 m/s正對(duì)對(duì)O1的方向垂直磁場(chǎng)場(chǎng)射入，它將穿 越C點(diǎn)后再?gòu)挠覀?cè)側(cè)區(qū)穿出求： (1)該該離子通過(guò)過(guò)兩磁場(chǎng)場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間時(shí)間 (2)離子離開(kāi)右側(cè)側(cè)區(qū)域的出射點(diǎn)偏離最初入射方向的側(cè)側(cè)移距 離為為多大？(側(cè)側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動(dòng)動(dòng)的距離) 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 解析 (1)離子在磁場(chǎng)場(chǎng)中做勻速圓圓周運(yùn) 動(dòng)動(dòng)，在左右兩區(qū)域的運(yùn)動(dòng)軌動(dòng)軌 跡是對(duì)對(duì)稱 的，如右圖圖，設(shè)軌設(shè)軌 跡半徑為為R，圓圓周 運(yùn)動(dòng)動(dòng)的周期為為T(mén). 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) (2)在圖圖中過(guò)過(guò)O2向AO1作垂線線，聯(lián)聯(lián)立軌軌跡對(duì)對(duì)稱關(guān)系側(cè)側(cè)移總總 距離d2rsin 22 m. 答案 (1)4.19106 s (2)2 m 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 10. “帶電帶電 粒子的磁偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)”模型(有界磁場(chǎng)場(chǎng)中的臨臨界問(wèn)題問(wèn)題 ) (1)模型概述 帶電帶電 粒子在有界磁場(chǎng)場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)問(wèn)題 一直是高考的熱熱 點(diǎn)，此類類模型較為較為 復(fù)雜雜，常見(jiàn)見(jiàn)的磁場(chǎng)邊場(chǎng)邊 界有單單直線邊線邊 界 、雙直線邊線邊 界、矩形邊邊界和圓圓形邊邊界等因?yàn)闉槭怯薪绱?場(chǎng)場(chǎng)，則帶電則帶電 粒子運(yùn)動(dòng)動(dòng)的完整圓圓周往往會(huì)被破壞，可能存 在最大、最小面積積、最長(zhǎng)長(zhǎng)、最短時(shí)間時(shí)間 等問(wèn)題問(wèn)題 (2)模型分類類 .單單直線邊線邊 界型： 當(dāng)粒子源在磁場(chǎng)場(chǎng)中，且可以向紙紙面內(nèi)各個(gè)方向以相同速率 發(fā)發(fā)射同種帶電帶電 粒子時(shí)時(shí)以圖圖8211(甲)中帶負(fù)電帶負(fù)電 粒子的 運(yùn)動(dòng)為動(dòng)為 例 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) 規(guī)律要點(diǎn)： 圖8211 考基自主落實(shí)核心考點(diǎn)透析物理建模指導(dǎo)活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練高考快樂(lè)體驗(yàn) .雙直線邊線邊 界型 當(dāng)粒子源在一條邊邊界上向紙紙面內(nèi)各個(gè)方向以相同速率發(fā)發(fā)射同 一種粒子時(shí)時(shí)，以圖圖8211(乙)中帶負(fù)電帶負(fù)電 粒子的運(yùn)動(dòng)為動(dòng)為 例 規(guī)律要點(diǎn)： 最值值相切：粒子能從另一邊邊界射出的上、下最遠(yuǎn)遠(yuǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) 的 軌軌道分別別與兩直線線相切如圖圖8211(乙)所示 對(duì)對(duì)稱性：過(guò)過(guò)粒子源S的垂線為線為 ab的中垂線線 在如圖圖(乙)中，a、b之間間有帶電帶電 粒子射出， 最值值相切規(guī)規(guī)律可推廣到矩形區(qū)域磁場(chǎng)場(chǎng)