帶電粒子在磁場中的運(yùn)動動態(tài)圓法-課件1

用“動態(tài)圓”處理帶電粒子在磁場中的運(yùn)動問題1ppt課件

三種基本情景2ppt課件BvF3ppt課件

三種基本情景4ppt課件Bv5ppt課件三種基本情景6ppt課件

VB7ppt課件三種基本情景縮放旋轉(zhuǎn)平移8ppt課件

題型一：磁場直線有界

如圖所示，A、B為水平放置的無限長平行板，板間距離為d，A板上有一電子源P，Q點(diǎn)為P點(diǎn)正上方B板上的一點(diǎn)，在紙面內(nèi)從P點(diǎn)向Q點(diǎn)發(fā)射速度大小不限的電子，若垂直紙面向里方向加一勻強(qiáng)磁場，磁場感應(yīng)強(qiáng)度為B，已知電子質(zhì)量為m，電量為q，不計(jì)電子重力及電子間的相互作用力，且電子打到板上均被吸收，并轉(zhuǎn)移到大地，求電子擊在A、B兩板上的范圍？9ppt課件ABPQEF10ppt課件

題型二：磁場三角形有界11ppt課件vAvAvAvAvABCD12ppt課件vAvARBDC13ppt課件1．如圖，電子源S能在圖示紙面360°范圍內(nèi)發(fā)射速率相同的電子（質(zhì)量為m，電量為e），M、N是足夠大的豎直擋板，與S的水平距離OS＝L，擋板左側(cè)是垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。（1）要使發(fā)射的電子能到達(dá)擋板，

電子速度至少為多大？（2）若S發(fā)射的電子速率為eBL/m

時(shí)，擋板被電子擊中的范圍有多大？MOLN．S14ppt課件2．如圖,在一水平放置的平板MN上方有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場方向垂直于紙面向里,許多質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子,以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向,由小孔O射入磁場區(qū)域,不計(jì)重力,不計(jì)粒子間的相互影響.下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域,其中R=mv/qB.哪個(gè)圖是正確的?MNBO2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD.A.B.C.15ppt課件解：帶電量為+q的粒子,以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向,由小孔O射入磁場區(qū)域,由R=mv/qB,各個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動的半徑均相同,在磁場中運(yùn)動的軌跡圓圓心是在以O(shè)為圓心、以R=mv/qB為半徑的1/2圓弧上,如圖虛線示:各粒子的運(yùn)動軌跡如圖實(shí)線示:帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域陰影部分如圖斜線示2RR2RMNO16ppt課件即時(shí)應(yīng)用O’ABC17ppt課件如圖所示，在0≤x≤a、0≤y≤a/2范圍內(nèi)有垂直于xy平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在xy平面內(nèi)，與y軸正方向的夾角分布在0～90°范圍內(nèi)，已知粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑介于a/2到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時(shí)間恰好為粒子在磁場中做圓周運(yùn)動周期的四分之一，求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時(shí)的（1）速度的大小及方向？題型三：磁場矩形有界18ppt課件yxOa/2aCθθθ19ppt課件C20ppt課件由幾何關(guān)系得：21ppt課件題型四：磁場非規(guī)則區(qū)域有界

如圖所示，在xOy平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m，電量為e），從坐標(biāo)原點(diǎn)O不斷的以相同大小的速度沿不同方向射入I象限，現(xiàn)加一個(gè)垂直于xOy平面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，要求這些電子穿過該磁場后都能平行于x軸向+x方向運(yùn)動，試求符合該條件的磁場的最小面積？xyv022ppt課件Vyx23ppt課件小結(jié)一、思維過程：

通過動態(tài)圓建立物理情景漸變到突變（注意邊界情況或者是約束條件

臨界狀態(tài)（利用幾何關(guān)系）二、物理思想和方法：旋轉(zhuǎn)法縮放法平移法24ppt課件補(bǔ)充講評25ppt課件熱點(diǎn)考向1帶電粒子在磁場中的運(yùn)動之多解問題【典例1】(18分)(2015·延安一模)如圖所示，在x<0與x>0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，且B1大于B2，一個(gè)帶負(fù)電、比荷為k的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v沿x軸負(fù)方向射出，粒子重力不計(jì)。(1)求粒子在兩個(gè)磁場中運(yùn)動的軌道半徑；(2)如果B1=2B2，則粒子再次回到原點(diǎn)時(shí)運(yùn)動了多長時(shí)間？(3)要使該粒子經(jīng)過一段時(shí)間后又經(jīng)過O點(diǎn)，B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？26ppt課件訓(xùn)練1:(2014·西安模擬)如圖甲所示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場,電場和磁場的范圍足夠大,電場強(qiáng)度E=40N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,選定磁場垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s,O′是擋板MN上一點(diǎn),直線OO′與擋板MN垂直,g取10m/s2。求：(1)微粒再次經(jīng)過直線OO′時(shí)與O點(diǎn)的距離;(2)微粒在運(yùn)動過程中離開直線OO′的最大高度;(3)水平移動擋板,使微粒能垂直射到擋板上,擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。27ppt課件(1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的時(shí)間最少是多少？

(2)粒子運(yùn)動的速度可能是多少？訓(xùn)練2:如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場a和b，OP為分界線，在區(qū)域a中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，方向垂直于紙面向里；在區(qū)域b中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，P點(diǎn)坐標(biāo)為(4l、3l)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域b，經(jīng)過一段時(shí)間后，粒子恰能經(jīng)過原點(diǎn)O，不計(jì)粒子重力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：28ppt課件帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動臨界問題的三種幾何關(guān)系(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡與邊界相切。(2)當(dāng)粒子的運(yùn)動速率v一定時(shí)，粒子經(jīng)過的弧長(或弦長)越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動的時(shí)間越長。(3)當(dāng)粒子的運(yùn)動速率v變化時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動軌跡對應(yīng)的圓心角越大，其在磁場中的運(yùn)動時(shí)間越長。熱點(diǎn)考向2帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中的臨界問題29ppt課件1.(單選)比荷為的電子以速度v0沿AB邊射入邊長為a的等邊三角形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中，如圖所示，為使電子從BC邊穿出磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍為(

)A．B＞ B．B＜

C．B＞ D．B＜B30ppt課件【典例2】(多選)(2015·黃岡一模)如圖所示，有一垂直于紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其邊界為一邊長為L的正三角形(邊界上有磁場)，A、B、C為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力)，以速度從AB邊上的某點(diǎn)P既垂直于AB邊又垂直于磁場的方向射入，然后從BC邊上某點(diǎn)Q射出。若從P點(diǎn)射入的該粒子能從Q點(diǎn)射出，則()31ppt課件訓(xùn)練1.(2015·唐山一模)如圖所示，兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。A板帶正電荷，B板帶等量負(fù)電荷，電場強(qiáng)度為E；磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1。平行金屬板右側(cè)有一擋板M，中間有小孔O′，OO′是平行于兩金屬板的中心線。擋板右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。CD為磁場B2邊界上的一絕緣板，它與M板的夾角θ=45°，O′C=a，現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m，含有各種不同電荷量、不同速度的帶電粒子(不計(jì)重力)，自O(shè)點(diǎn)沿OO′方向進(jìn)入電磁場區(qū)域，其中有些粒子沿直線OO′方向運(yùn)動，并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2中，求：(1)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2的帶電粒子的速度；(2)能擊中絕緣板CD的粒子中，所帶電荷量的最大值；(3)絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域的長度。32ppt課件訓(xùn)練2在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中，有一個(gè)圓形區(qū)域