第1章 微专题2 带电粒子在有界磁场中的运动-【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，江苏）

人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 微专题2 带电粒子在有界磁场中的运动 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力合作探究 课堂检测巩固演练 课时作业素养达标 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力 合作探究。 类型1 带电粒子在有界磁场中运动的直线边界问题 口探究归纳 带电粒子在直线边界磁场中做圆周运动的几种常见情形 1.直线单边界：粒子进出磁场具有对称性，射入和射出磁场时，速度 方向与边界夹角大小相等，如图所示。 0 甲 乙 丙 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 2.直线平行边界：两个直线边界平行，有时存在临界条件，如图所 示。 丁 戊 己 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 3.其他直线边界磁场 两个或多个直线边界，有时是两条互相垂直的直线，有时是几条直线 构成的几何多边形。解决该类问题的关键是明确粒子射入（射出）的位置 及速度方向，然后分析粒子做圆周运动的轨迹、圆心，寻找几何关 系，求解问题。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 典例1 如图所示，在边界PQ上方有垂直于纸面向里的匀强磁场，一 对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成0角的方向以相同的速度) 射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法不正确的是(A) A.在磁场中的运动时间相同 ×××××× B.在磁场中运动的轨迹半径相同 C.出边界时两者的速度相同 P0 D.出边界点到O点处的距离相等 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 解析正、负电子在磁场中的运动周期T= 2x 9B,则正、 负电子做圆周运动的周期相等。根据左手定则可知，正电 子逆时针偏转，负电子顺时针偏转，轨迹如图所示，重新 回到边界时正电子轨迹的圆心角为2π一20，在磁场中的运动时间t= 2π-20 π- 2π T= πT;同理，负电子在磁场中的运动时间h=2元 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 2 m mv 故A错误。由9B=,得r= gB, 由题意可知，9、)、B大小均相同， 则”相同，故B正确。正、负电子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿 轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方 向都相同，故C正确。根据几何知识可得，重新回到边界的位置，粒子 与O点距离为S=2rsin0,"、B相同，则S相同，故D正确。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 典例2 如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、 磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁 场，速度方向与y轴正方向的夹角0=45°。粒子经过磁场偏转后在N点 (图中未画出)垂直穿过x轴。己知OM=a,粒子的电荷量为g,质量为 m,重力不计，则(D) A.粒子带正电荷 B. 粒子速度大小为5 n C.粒子在磁场中运动的轨道半径为a D.N与0点相距V2+1)a 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 [解析]由左手定则可知，带电粒子带负电荷，A错误； 作出粒子的轨迹示意图如图所示，假设轨迹的圆心为O', M 则由几何关系得粒子的轨道半径为R=V2,则由qoBo 2 =mR得 4BR_2gBM,B、C错误；由以上分析可知，ON=R+a =(N2+1)a,D正确。