人教版高中物理 选修3-1 1.9 带电粒子在磁场中运动 课件:27张PPT

课件27张PPT。思考1：
带电粒子在磁场中可能做怎样的运动？磁场带电粒子匀强非匀强有界初态
合力初速度大小？方向？重力计否？正电或负电无界方向带电粒子（不计重力）
垂直射入圆形匀强磁场中运动1.对心飞入问题例1.圆形区域内存在垂直纸面的半径为R的匀强磁场，现有一正离子从a点沿圆形区域的直径,以速度v0射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为600，求此离子在磁场区域内飞行的时间。OPO ′分析下题对着圆心入射，一定背离圆心射出av0问题：
如何确定出射点位置？?OO ′对着圆心入射，一定背离圆心射出解题问题：
如何确定出射点位置？av0变式1：在圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．从磁场边缘A点沿半径方向射人一束速率不同的质子，对这些质子在磁场中的运动情况的分析中，正确的是： A.运动时间越长的，在磁场中通过的距离越长
B.运动时间越短的，其速率越大
C.磁场中偏转角越小的，运动时间越短
D.所有质子在磁场中的运动时间都相等v0B?OO3问题：
速率不同，
质子出射点有什么不同？v0对着圆心入射：
速率越大，轨迹半径越大，速度偏转角越小，运动时间越短；B C1.对心飞入问题小结：
对着圆心入射，一定背离圆心射出。
也叫“径进径出”。2.最值问题例2.在直角坐标系xOy中，有一半径为R的圆形磁场区域，磁感强度为B，磁场方向垂直xOy平面指向纸内，该区域的圆心坐标为（R，0）。如图所示，有一个质量为m、带电量为-q的离子，从点（0，R/2）沿x轴正方向射入磁场，离子从射入到射出磁场通过了该磁场的最大距离，不计重力影响。求离子射出磁场区域时的速度。 O2O1vPQv问题：
…最大距离是多少？变式1：真空中半径为R=3×10-2m的圆形区域内，有一磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场，方向如图所示一带正电的粒子以初速度v0=106m / s 从磁场边界上直径 ab 一端 a 点处射入磁场，已知该粒子比荷为q/m=108C / kg ，不计粒子重力，求：
（1）粒子在磁场中作匀速圆周运动的半径是多少？
（2）若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时速度方向与ab的夹角θ及粒子的最大偏转角β．
分析下题问题3：
最长运动时间如何求解？r =5×10-2mo粒子带正电
磁场无边界问题1：
入射速度方向不同，运动轨迹位置有什么不同？问题2：
什么时候偏转角最大？解题变式2.（2017全国）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入速度为 v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速度为 v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则 v2:v1为
问题2：
…出射点分布在六分之一圆周上，意味着什么？假设：粒子带正电
磁场垂直纸面向外问题1：
磁场方向、粒子正负未知，怎么办？问题2：
…出射点分布在六分之一圆周上，意味着什么？问题2：
…出射点分布在六分之一圆周上，意味着什么？θCRr2.最值问题小结：
解题关键——抓弦长3.从圆心出发问题例3：一光滑绝缘圆形水平桌面，处于竖直向下的匀强磁场中，圆心O点放置一带电小球。已知桌面半径为r，小球质量为m、电荷量为q，磁场的磁感应强度大小为B。小球从O点以某一速度，沿OA方向，开始运动，经一定时间从桌子边缘P点（未画出）滑离桌面，已知速度偏转角为600，如图所示；求带电小球的速度大小？
分析下题P小结问题：
如何确定出射点位置？解题变式：（2004全国）一匀磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速为v,方向沿x正方向.后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的夹角为300,P到O的距离为L,如图所示.不计重力的影响。求：
（1）磁场的磁感强度B的大小；
（2）xy平面上磁场区域的半径R；A问题：
如何确定运动轨迹？3.从圆心出发问题小结：
先画整圆，找到粒子离场点思考2：
带电粒子在有界磁场中问题求解的基本思路是什么？总结：技能上：找圆心→定半径→画轨迹。方法上：“眼前无圆，心中有圆” 。
练习