高三物理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高三物理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用（第二課時(shí)）主備人：韓元華 審核人：趙振營(yíng) 時(shí)間：2011、11 、21考綱要求：洛侖茲力、洛侖茲力的應(yīng)用 級(jí) 洛侖茲力的公式 級(jí) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 級(jí)考綱解讀：縱觀近幾年的高考題可以看出涉及本章知識(shí)的題目年年都有，考查最多的是與洛侖茲力有關(guān)的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；洛侖茲力的計(jì)算也僅限于速度與磁場(chǎng)垂直的情形。這就要求求解本章問(wèn)題時(shí)要注意分析粒子的受力情景、運(yùn)動(dòng)情景，根據(jù)受力和初始條件來(lái)確定粒子的運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況充分利用數(shù)學(xué)知識(shí)求解相關(guān)問(wèn)題。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1會(huì)求洛倫茲力的大小，會(huì)運(yùn)用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2會(huì)分析洛倫茲

2、力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的影響。3. 能夠分析帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，并求相關(guān)物理量。重難點(diǎn)：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析高考重現(xiàn): 2010·新課標(biāo)·25如圖所示，在0xa、oy范圍內(nèi)有垂直于xy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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范圍內(nèi).己知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑介于到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開(kāi)磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間恰好為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期的四分之一.求最后離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子從粒子源射出時(shí)的(1)速度大??；(2)速度方向與y

3、軸正方向夾角正弦。 知識(shí)梳理：（學(xué)生填知識(shí)梳理，教師重點(diǎn)講解，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。）一、洛侖茲力1、大?。篎qvBsin(為v與B的夾角)注意： 當(dāng)vB時(shí)，f洛最大，f洛= q B v (f B v三者方向兩兩垂直且力f方向時(shí)刻與速度v垂直)導(dǎo)致粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)v/ B時(shí)，f洛=0做勻速直線運(yùn)動(dòng)。只有運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中才有可能受洛侖茲力，靜止電荷中磁場(chǎng)中不受洛侖茲力。2、方向：左手定則判定洛倫茲力方向：伸出左手，讓姆指跟四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過(guò)手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向（當(dāng)是負(fù)電荷時(shí)，四指指向與電荷運(yùn)動(dòng)方向相反）則姆指所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向3、特點(diǎn)：不論電荷做什么性

4、質(zhì)運(yùn)動(dòng)，軌跡如何，洛侖茲力只改變速度的方向，不能改變速度的大小，對(duì)粒子永不做功。二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：1、帶電粒子以平行與磁場(chǎng)的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，粒子不受洛侖茲力的作用而做 運(yùn)動(dòng)。2、帶電粒子以垂直與磁場(chǎng)的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，粒子在垂直于磁感線的平面以入射速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)所需的向心力全部由 提供。3、思路方法：明確洛侖茲力提供作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力：q B v = m關(guān)?。赫覉A心、定半徑、畫軌跡。（1）找圓心：（圓心的確定）因f洛一定指向圓心，f洛v過(guò)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的速度的垂線過(guò)圓心任意一弦的中垂線一定過(guò)圓心；兩速度方向夾角的角平分線一定過(guò)圓心。（2）定半徑：用幾何知識(shí)（

5、勾股定理、三角函數(shù)等）求出半徑大小。（3）畫出軌跡，利用半徑公式 ；周期公式 和幾何關(guān)系求運(yùn)動(dòng)時(shí)間和相關(guān)物理。典例探究（學(xué)生板書例2，例3，教師重點(diǎn)講解）例1、粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。以下四個(gè)圖中，能正確表示兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是（ ）××××××××××××××××甲乙A××××

6、;××××××××××××甲乙B××××××××××××××××乙甲C××××××××××××××××乙甲DMNOB例2、如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)

7、磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為m，電荷為e），它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？ yxoBvva例3、一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P(a，0)點(diǎn)以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和射出點(diǎn)的坐標(biāo)。EFGH例4、2010·全國(guó)卷·26圖中左邊有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為d，電壓為V;兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向平行于板面并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一邊長(zhǎng)為a的正三角形區(qū)域EFG(EF邊

8、與金屬板垂直)，在此區(qū)域內(nèi)及其邊界上也有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里。假設(shè)一系列電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面，垂直于磁場(chǎng)的方向射入金屬板之間，沿同一方向射出金屬板之間的區(qū)域，并經(jīng)EF邊中點(diǎn)H射入磁場(chǎng)區(qū)域。不計(jì)重力（1）已知這些離子中的離子甲到達(dá)磁場(chǎng)邊界EG后，從邊界EF穿出磁場(chǎng)，求離子甲的質(zhì)量。（2）已知這些離子中的離子乙從EG邊上的I點(diǎn)（圖中未畫出）穿出磁場(chǎng)，且GI長(zhǎng)為，求離子乙的質(zhì)量。選做：（有時(shí)間的同學(xué)選擇，教師訂正答案）abcdv0mnB1、如圖所示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一個(gè)氫核從ad邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場(chǎng)

9、的方向，以一定速度射入磁場(chǎng)，正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場(chǎng)。若將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他條件不變，則這個(gè)氫核射出磁場(chǎng)的位置是（ ）A在b、n之間某點(diǎn) B在n、a之間某點(diǎn)C就從a點(diǎn)射出 D在a、m之間某點(diǎn)× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×× × × × × ×P B x y O 2、如圖，在x>0、y>0的空

10、間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于oxy平面向里，大小為B。現(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的帶電粒子，在x軸上到原點(diǎn)的距離為x0的P點(diǎn)，以平行于y軸的初速度射入此磁場(chǎng)， 在磁場(chǎng)作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場(chǎng)。不計(jì)重力的影響。由這些條件可知 ( )A能確定粒子通過(guò)y軸時(shí)的位置B能確定粒子速度的大小C能確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間D以上三個(gè)判斷都不對(duì)3、如圖12所示，在一個(gè)圓形域內(nèi)，兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60°.一質(zhì)量為m、帶電量為 +q 的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1

11、A3成30°角的方向射入磁場(chǎng)，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過(guò)圓心O進(jìn)入?yún)^(qū)，最后再?gòu)腁4處射出磁場(chǎng)。已知該粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t,求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小（忽略粒子重力）。高三物理磁場(chǎng)第二課時(shí)【當(dāng)堂檢測(cè)】（5分鐘當(dāng)堂檢測(cè)2、3兩題）1、關(guān)于帶電粒子所受洛侖茲力f、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、f、B、v三者必定均相互垂直B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直vC、B必定垂直于f，但f不一定垂直于vD、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B2、質(zhì)子(p)和粒子以相同的速率在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑分別為Rp和R，周期分別

12、為Tp和T則下列選項(xiàng)正確的是( )A、RpR=12，  TpT=12 B、 RpR=11， TpT=11C、RpR=11，    TpT=12 D、RpR=12，   TpT=113、每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來(lái)，地磁場(chǎng)可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(lái)，在地磁場(chǎng)的作用下，它將 ( )A向東偏轉(zhuǎn) B向南偏轉(zhuǎn)C向西偏轉(zhuǎn) D向北偏轉(zhuǎn)4、如圖所示，一帶負(fù)電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時(shí)的速率為v，若加一個(gè)垂直紙面