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，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3 带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题 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临界问题 探究归纳 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。 ()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。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 (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，速率变化时，圆心角越大的，运动时间越长。 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，长为1的水平极板间有垂直于纸面向里的匀强磁 场，磁感应强度为B,板间距离也为，极板不带电。现有质量为m、 电荷量为q的带正电粒子（不计重），从左边极板间中点处垂直磁感线 以速度)水平射入磁场。欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是(B) A.使粒子的速度v了4m B. 使粒子的速度o>5Bgl 41m C. 使粒子的速度o> Bal m D.使粒子的速度4<0 Am 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 [解析如图所示，粒子擦着上板从右边穿出时，圆心在O 点，南n2=f+n},得n-,由n- mv .5L 5Bql =4得1=4m 5Bql 所以0>4m 时粒子能从右边穿出。粒子擦着上板从左边穿 出时，同心在0点，且n由n阿符四所以< mv2 B4时 粒子能从左边穿出，故选项B正确。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 名师点评 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。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 针对训练 1.如图所示，在真空中宽为d的区 C E X 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vo的电子从边界CD外 vo X 侧垂直射入磁场，入射方向与CD边夹角为0。 B 为了使电子能从磁场的另一边界EF射出，Vo满 足的条件是什么？（不计重力作用） D d 答案：m> Bed m(1+cos 0) 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 解析：当入射速率很小时，电子在磁场中转动一段圆孤后又从同一侧射 出，速度越大，轨道半径越大，当轨迹与右边界相切时，电子恰好不能 从磁场另一边界射出，如图所示，由几何知识可得 r+r cos 0=d 又eb= 11720 Bed 解得00=m(1+c0s) 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页下页 所以为了使电子能从磁场的另一边界EF射出，电子的速度 Bed 0>m(1+c0s)°