第1章 微专题3 带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（人教版，多选）

微专题3　带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 关键能力 合作探究 课堂检测 巩固演练 课时作业 素养达标 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 解决带电粒子在磁场中运动的临界问题的关键，通常以题目中的“恰好”“最大”“至少”等为突破口，寻找临界点，确定临界状态，根据磁场边界和题设条件画好轨迹，建立几何关系求解。 (1)刚好穿出或刚好不能穿出磁场的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。 带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 (2)当以一定的速率垂直射入磁场时，运动的弧长越长、圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中的运动时间越长。 (3)当比荷相同，速率v变化时，圆心角越大的，运动时间越长。 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 AB 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册   解决带电粒子在有界磁场中 运动的临界问题的一般步骤 1．根据磁场方向和带电粒子的速度方向确定洛伦兹力的方向和圆心位置。 2．根据磁场边界和题设条件画出粒子的运动轨迹。 3．根据运动轨迹建立几何关系。 4．根据运动规律列方程求解。　 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 　1.如图所示，在真空中宽为d的区域内有一匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、带电荷量为e、速率为v0的电子从边界CD外侧垂直射入磁场，入射方向与CD边夹角为θ。为了使电子能从磁场的另一边界EF射出，v0满足的条件是什么？(不计重力作用) 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 1．在相同的初速度的条件下，由于粒子的电性不同，或者只给出磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，在磁场中运动轨迹不同，导致形成多解。 2．带电粒子在空间运动时有时具有周期性，从而形成多解，通过分析第一周期或前几个周期的运动规律，寻找运动周期的通解。 粒子运动的多解问题 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 　如图所示，在x轴上方有匀强磁场，磁感应强度为B，在x轴下方有匀强电场，电场强度为E，它们的方向如图所示，PQ是一个垂直于x轴的屏幕，O点到PQ的距离为L。有一质量为m、电荷量为－q的粒子(不计重力)从y轴的M点由静止释放，最后垂直打在PQ上。求： (1)M点到O点的距离； [答案]　见解析 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 (2)粒子在整个运动过程中的路程s。 [答案]　见解析 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 多解的原因分析 带电粒子在匀强磁场中运动造成多解的常见情况有带电粒子的电性不确定、磁场方向不确定、临界状态不唯一、运动的往复性等，解决该类问题的关键是充分考虑问题的各种可能性，认真分析其物理过程，画出各种可能的运动轨迹，找出隐含的几何关系，综合运用数学、物理知识求解。　 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 AC 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 BD 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 C 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 A 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 4．如图所示，空间存在着两个方向均垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小分别为B1、B2，且B1＝B0、B2＝2B0，MN为两个磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从边界上的A点以一定的初速度竖直向上射入匀强磁场区域Ⅰ中，边界MN上的C点与A点的距离为d，则该粒子从A点射入磁场的速度v0为多大时，粒子恰能经过C点？ 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 人教物理选择性必修第二册 $$