专题 1三类动态圆（课件）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第二册）

专题1：三类动态圆 平移圆、放缩圆、旋转圆 高中物理选择性必修第二册 制作：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理选择性必修第二册 平移圆 放缩圆 旋转圆 平移圆 第一部分 平移圆 01. 高中物理选择性必修第二册 适用情况：粒子源发射速度大小、方向一定, 入射点不同但在同一直线上的带电粒子进入匀强磁场时, 它们做匀速圆周运动的半径相同, 若入射速度大小为v0 , 则圆周运动半径R＝ , 如图所示(图中只画出粒子带负电的情景)。 例题精选 02. 高中物理选择性必修第二册 【例题1】如图所示，等腰直角三角形OPQ，直角边OP、OQ长度均为L，直角平面内(包括边界)有一垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.在PQ边下方放置一带电粒子发射装置，它沿垂直PQ边的方向发射出一束具有相同质量、电荷量和速度v的带正电粒子，已知带电粒子的比荷为 = , 求： (1)粒子在磁场中运动的半径； (2)粒子从OQ边射出的区域长度． 高中物理选择性必修第二册 v A O P Q v A v A v A v A v A v A 例题分析 03. 高中物理选择性必修第二册 v A B P Q v A 例题分析 04. 高中物理选择性必修第二册 学以致用 05. 【练习1】如图所示，一线状粒子源垂直于磁场边界不断地发射速度相同的同种离子，不考虑离子间的相互作用，则离子经过磁场的区域（阴影部分）可能的是（　　） A． B. C. D. 高中物理选择性必修第二册 习题解析 06. 【解析】离子在磁场中做匀速圆周运动，如图所示。 粒子源最左端发射的粒子落在A点，最右端发射的粒子落在B点，故选C。 放缩圆 第二部分 放缩圆 01. 高中物理选择性必修第二册 适用情况：粒子源发射速度方向一定、大小不同的同种带电粒子垂直进入匀强磁场。圆心在垂直于初速度方向的一条直线上。 放缩圆的几种常见情况 02. 高中物理选择性必修第二册 -q P +q +q Q P Q Q P 放缩法：入射速度方向不变，速度大小变化时，可以让轨迹圆从小到大逐渐增大，从而发现相交或相切的临界状态。 典例精选 03. 高中物理选择性必修第二册 【例题2】如图，一端无限伸长的矩形区域abcd内存在着磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。从边ad中点O射入一速率v0、方向与Od夹角θ=30º的正电粒子，粒子质量为m，重力不计，带电量为q，已知ad=L。 （1）要使粒子能从ab边射出磁场，求v0的取值范围。 （2）从ab边射出的粒子在磁场中运动时间t 的范围。 q a O d b c B v0 例题分析 04. 高中物理选择性必修第二册 q a O d b c B v0 R1 R2 ≤v0≤ ≤t≤ 5m 6Bq 4m 3Bq 学以致用 05. 高中物理选择性必修第二册 【练习2】空间高能粒子是引起航天器异常或故障甚至失效的重要因素，是危害空间生物的空间环境源。甲同学设计了一个屏蔽高能粒子辐射的装置，如图所示，铅盒左侧面中心O点有一放射源，放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ以不同速率向外辐射质量为m、电荷量为q的带正电高能粒子。铅盒右侧有一左右边界平行、宽度为d、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，过O点的截面MNPQ位于垂直磁场的平面内，OH⊥MQ，∠MOH=∠MOH=60° 。不计粒子所受重力，忽略粒子间的相互作用。已知只要磁感应强度大小达到B、就可以将沿OQ方向入射的粒子屏蔽，求这些粒子的速度v最大不超过多少？ 习题解析 06. 高中物理选择性必修第二册 60° r r 当粒子刚好从磁场右边界出来时，由几何关系得粒子在磁场中运动的轨道半径： 在磁场中运动时洛伦兹力提供了向心力： 解得： 所以粒子的最大速度不超过 O1 B v r 拓展思考 07. 高中物理选择性必修第二册 思考：若这些粒子没有速度限制，求他们在磁场中运动的最长时间？ θm=300° B v 旋转圆 第三部分 旋转圆 01. 高中物理选择性必修第二册 B v 适用情况：粒子速度大小不变，方向改变。圆心在以入射点为圆心，以R为半径的圆周上。 典例分析 02. 高中物理选择性必修第二册 【例题3】如图,在一水平放置的平板MN上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里,许多质量为m,带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域,不计重力,不计粒子间的相互影响.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中R=mv/qB.哪个图是正确的? M N B O 例题分析 03. 高中物理选择性必修第二册 M N O 学以致用 04. 高中物理选择性必修第二册 【练习3】如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁场内有一块感光板ab，板面与磁场方向平行，在ab的下方距离为R处，有一个点状的α粒子发射源O，它向各个方向发射速率相同的α粒子，它们均做半径为R的匀速圆周运动，求ab上被α粒子打中的区域的长度。 b a S l B 习题分析 05. 高中物理选择性必修第二册 b a O R B P1 N P2 学以致用 06. 高中物理选择性必修第二册 【练习4】如图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，PQ为该磁场 的右边界线，磁场中有一点O到PQ的距离为r。现从点O以同一速率将相同的 带负电粒子向纸面内各个不同的方向射出，它们均做半径为r的匀速圆周运 动，求带电粒子打在边界PQ上的范围（粒子的重力不计）。 P Q O r 习题分析 07. 高中物理选择性必修第二册 P Q O r P Q O 2r r Q P E F THANKS cqw (c) - $$