教科版高中物理选择性必修第二册第一章磁场对电流的作用专题课二带电粒子在有界匀强磁场中的运动课件(20页ppt）

(共20张PPT)
第一章　磁场对电流的作用
专题课二　带电粒子在有界匀强磁场中的运动
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学习目标：1.会分析带电粒子在有界匀强磁场中的运动. 2.会分析带电粒子在有界匀 强磁场中运动的临界问题. 3.了解多解的成因，会分析带电粒子在有界匀强磁场中运 动的多解问题.
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专题一　带电粒子在有界匀强磁场中的运动
专题　讲座
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.
　
2. 平行边界：存在临界条件，如图所示.
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）带电粒子在圆形磁场区域的运动时间：当轨迹圆的半径大于磁场圆的半径时， 最长时间对应最大的圆心角，最大的圆心角对应最长的弦，最长的弦为磁场圆的直 径.如图乙所示.
研习　经典
B
BD
A. 粒子的运动轨迹可能通过圆心O
B. 最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出
C. 射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短
D. 每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线
解析：假设粒子带负电，第一次从A点和筒壁发生碰撞如图，
O1为圆周运动的圆心，由几何关系可知∠O1AO为直角，即粒
子此时的速度方向为OA，说明粒子在和筒壁碰撞时速度会反
向，由圆的对称性，在其他点撞击同理，D正确；假设粒子运
动过程过O点，则过P点的速度的垂线和OP连线的中垂线是平
行的，不能交于一点确定圆心，由圆形对称性，撞击筒壁以后
的A点的速度垂线和AO连线的中垂线依旧平行，不能确定圆心，则粒子不可能过O点，A错误；
由题意可知粒子射出磁场以后的圆心组成的多边形应为以筒壁为内接圆的多边形，最少应为三角形如图所示即撞击两次，B正确；速度越大，粒子做圆周运动的半径越大，碰撞次数可能会增多，粒子运动时间不一定减少，C错误.故选BD.
名师点评　　解决此类问题首先要准确地画出粒子运动的轨迹，找到圆心，利用几何关系求出半径，必要时用圆规辅助，准确作图能起到事半功倍的效果.
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专题二　带电粒子在有界磁场中运动的临界问题
专题　讲座
常见的临界条件
（1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.
（2）弧长（或弦长）越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.
研习　经典
BD
AB
名师点评
　　由于电荷的电性不同、离开磁场的边界不同、速度方向不同，会造成多解，所以 解决此类问题时，一定要考虑全面，不要漏解.