第1章 培优课2 带电粒子在有界匀强磁场中的运动（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

安培力与洛伦兹力 第一章　 培优课二　带电粒子在有界匀强磁场中的运动 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 课堂·深度探究 课末·随堂演练 课后·限时作业 课堂·深度探究 考点一　带电粒子在有界磁场中的运动问题 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 考点二　带电粒子在有界磁场中的临界极值 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 课末·随堂演练 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 课后·限时作业 返回目录 物理　选择性必修第二册 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 [学习目标] 1．会分析带电粒子在有界匀强磁场中的运动(科学思维).2．会分析带电粒子在有界匀强磁场中运动的临界问题(科学思维)． 1．直线边界 从某一直线边界射入的粒子，再从这一边界射出时，速度与边界的夹角相等，如图所示． INCLUDEPICTURE"23WLXB2Z152.TIF" 　　　　 2．平行边界 　　　 3．圆形边界 (1)在圆形磁场区域内，沿半径方向射入的粒子，必沿半径方向射出，如图甲所示． (2)在圆形磁场区域内，不沿半径方向射入的粒子，入射速度与半径的夹角为θ，出射速度与半径的夹角也为θ，如图乙所示． 　 4．三角形边界磁场 如图所示是正△ABC区域内某正粒子垂直AB方向进入磁场的临界轨迹示意图．粒子能从AC间射出的两个临界轨迹如图甲、乙所示． 　　　 【例题1】 (多选)如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成θ角的不同速率，向磁场中射入两个相同的带正电粒子1和2，粒子1经磁场偏转后从边界上A点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上B点出磁场，OA＝AB，不计重力，则(　　) A．粒子1与粒子2的速度之比为1∶2 B．粒子1与粒子2的速度之比为1∶4 C．粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1∶1 D．粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1∶2 思维导引：(1)作出初速度的垂线及OA、OB的中垂线，则交点为圆心位置，同时作出粒子的运动轨迹；(2)找出两粒子的半径关系，利用r＝求得两者的速度关系；(3)找出两粒子运动的圆心角，利用t＝T求得两者的运动时间关系． 答案　AC 解析　粒子1进入磁场时速度的垂线与OA的垂直平分线的交点为粒子1在磁场中的轨迹圆的圆心；同理，粒子2进入磁场时速度的垂线与OB的垂直平分线的交点为粒子2在磁场中的轨迹圆的圆心；由几何关系可知，两个粒子在磁场中做圆周运动的 半径之比为r1∶r2＝1∶2，由r＝可知，粒子1与粒子2的速度之比为1∶2，选项A正确，B错误；由于粒子在磁场中做圆周运动的周期均为T＝，且两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对的圆心角相同，根据公式t＝T，两个粒子在磁场中运动的时间相等，选项C正确，D错误． 【变式1】 (多选)如图所示，在边界上方存在着垂直纸面向里的匀强磁场，有两个电荷量、质量均相同，分别带正电和负电的粒子(不计重力)，从边界上的O点以相同速度先后垂直于磁场方向射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则两个粒子在磁场中(　　) A．运动轨迹的半径相等 B．重新回到边界所用时间相同 C．重新回到边界时的速度大小和方向 相同 D．重新回到边界时与O点的距离相等 答案　ACD 解析　带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得qvB＝m，解得r＝，由题知q、m