帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)圓法市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、用“動(dòng)態(tài)圓”處理 帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)問題第1頁 三種基本情景情景 確定量不確定量 問題一帶電粒子電性、 電量入射點(diǎn)位置、 V方向以及磁感應(yīng)強(qiáng)度BV大小1、全部帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)圓心組成怎樣圖形？2、帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所經(jīng)過區(qū)域？二帶電粒子電性、 電量入射點(diǎn)位置、 V大小以及磁感應(yīng)強(qiáng)度BV方向三V大小和方向、帶電粒子電性、電量以及磁感應(yīng)強(qiáng)度B入射點(diǎn)位置（平移）第2頁BvF第3頁 三種基本情景情景 確定量不確定量 問題一帶電粒子電性、 電量入射點(diǎn)位置、 V方向以及磁感應(yīng)強(qiáng)度BV大小1、全部帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)圓心組成怎樣圖形？2、帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所經(jīng)過區(qū)域？二帶電粒子電性、 電量入射點(diǎn)位置、 V大小以及

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度BV方向三V大小和方向、帶電粒子電性、電量以及磁感應(yīng)強(qiáng)度B入射點(diǎn)位置（平移）第4頁Bv第5頁三種基本情景情景 確定量不確定量 問題一帶電粒子電性、 電量入射點(diǎn)位置、 V方向以及磁感應(yīng)強(qiáng)度BV大小1、全部帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)圓心組成怎樣圖形？2、帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所經(jīng)過區(qū)域？二帶電粒子電性、 電量入射點(diǎn)位置、 V大小以及磁感應(yīng)強(qiáng)度BV方向三V大小和方向、帶電粒子電性、電量以及磁感應(yīng)強(qiáng)度B入射點(diǎn)位置（平移）第6頁 VB第7頁三種基本情景情景 動(dòng)態(tài)圖形 動(dòng)態(tài)效果一二三縮放旋轉(zhuǎn)平移第8頁 題型一：磁場直線有界 如圖所表示，A、B為水平放置無限長平行板，板間距離為d，A板上有一電子源P，Q點(diǎn)為P點(diǎn)正

3、上方B板上一點(diǎn)，在紙面內(nèi)從P點(diǎn)向Q點(diǎn)發(fā)射速度大小不限電子，若垂直紙面向里方向加一勻強(qiáng)磁場，磁場感應(yīng)強(qiáng)度為B，已知電子質(zhì)量為m，電量為q，不計(jì)電子重力及電子間相互作用力，且電子打到板上均被吸收，并轉(zhuǎn)移到大地，求電子擊在A、B兩板上范圍？第9頁ABPQEF第10頁 題型二：磁場三角形有界第11頁vAvAvAvAvABCD第12頁vAvARBDC第13頁1如圖，電子源S能在圖示紙面360范圍內(nèi)發(fā)射速率相同電子（質(zhì)量為m，電量為e），M、N是足夠大豎直擋板，與S水平距離OSL，擋板左側(cè)是垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場。（1）要使發(fā)射電子能抵達(dá)擋板，電子速度最少為多大？（2）若S發(fā)射電子速率為eB

4、L/m時(shí)，擋板被電子擊中范圍有多大？MOLNS第14頁2如圖,在一水平放置平板MN上方有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁場方向垂直于紙面向里,許多質(zhì)量為m,帶電量為+q粒子,以相同速率v沿位于紙面內(nèi)各個(gè)方向,由小孔O射入磁場區(qū)域,不計(jì)重力,不計(jì)粒子間相互影響.以下圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過區(qū)域,其中R=mv/qB.哪個(gè)圖是正確? MNBO2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD.A.B.C.第15頁解： 帶電量為+q粒子,以相同速率v沿位于紙面內(nèi)各個(gè)方向,由小孔O射入磁場區(qū)域,由R=mv/qB,各個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑均相同, 在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡圓圓心是在以O(shè)為

5、圓心、以R=mv/qB為半徑1/2圓弧上,如圖虛線示:各粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖實(shí)線示:帶電粒子可能經(jīng)過區(qū)域陰影部分如圖斜線示2RR2RMNO第16頁即時(shí)應(yīng)用 OABC第17頁如圖所表示，在0 xa、0ya/2范圍內(nèi)有垂直于xy平面向外勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q帶正電粒子，它們速度大小相同，速度方向均在xy平面內(nèi)，與y軸正方向夾角分布在090范圍內(nèi)，已知粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑介于a/2到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷時(shí)間恰好為粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)周期四分之一，求最終離開磁場粒子從粒子源射出時(shí)（1）速度大小及方向？題型三：

6、磁場矩形有界第18頁yxOa/2aC第19頁C第20頁由幾何關(guān)系得： 第21頁題型四：磁場非規(guī)則區(qū)域有界 如圖所表示，在xOy平面內(nèi)有許多電子（質(zhì)量為m，電量為e），從坐標(biāo)原點(diǎn)O不停以相同大小速度沿不一樣方向射入I象限，現(xiàn)加一個(gè)垂直于xOy平面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場，要求這些電子穿過該磁場后都能平行于x軸向+x方向運(yùn)動(dòng)，試求符合該條件磁場最小面積？xyv0第22頁Vyx第23頁小結(jié)一、思維過程： 經(jīng)過動(dòng)態(tài)圓建立物理情景漸變到突變（注意邊界情況或者是約束條件 臨界狀態(tài)（利用幾何關(guān)系）二、物理思想和方法：旋轉(zhuǎn)法 縮放法 平移法第24頁補(bǔ)充講評(píng)第25頁熱點(diǎn)考向1 帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)之多解問題【

7、典例1】(18分)(延安一模)如圖所表示，在x0區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，且B1大于B2，一個(gè)帶負(fù)電、比荷為k粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v沿x軸負(fù)方向射出，粒子重力不計(jì)。(1)求粒子在兩個(gè)磁場中運(yùn)動(dòng)軌道半徑；(2)假如B1=2B2，則粒子再次回到原點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)了多長時(shí)間？(3)要使該粒子經(jīng)過一段時(shí)間后又經(jīng)過O點(diǎn)，B1與B2比值應(yīng)滿足什么條件？第26頁訓(xùn)練1:(西安模擬)如圖甲所表示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里水平勻強(qiáng)磁場,電場和磁場范圍足夠大,電場強(qiáng)度E=40N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t改變關(guān)系圖像如圖乙所表示,選定磁場垂

8、直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=810-4kg、電荷量q=+210-4C微粒在O點(diǎn)含有豎直向下速度v=0.12m/s,O是擋板MN上一點(diǎn),直線OO與擋板MN垂直,g取10m/s2。求：(1)微粒再次經(jīng)過直線OO時(shí)與O點(diǎn)距離;(2)微粒在運(yùn)動(dòng)過程中離開直線OO最大高度;(3)水平移動(dòng)擋板,使微粒能垂直射到擋板上,擋板與O點(diǎn)間距離應(yīng)滿足條件。第27頁 (1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)間最少是多少？ (2)粒子運(yùn)動(dòng)速度可能是多少？訓(xùn)練2:如圖所表示，在坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場a和b，OP為分界限，在區(qū)域a中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，方向垂直于紙面向里；在區(qū)域b中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，

9、方向垂直于紙面向外，P點(diǎn)坐標(biāo)為(4l、3l)。一質(zhì)量為m、電荷量為q帶正電粒子從P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域b，經(jīng)過一段時(shí)間后，粒子恰能經(jīng)過原點(diǎn)O，不計(jì)粒子重力，sin370.6，cos370.8。求：第28頁帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)臨界問題三種幾何關(guān)系(1)剛好穿出磁場邊界條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡與邊界相切。(2)當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)速率v一定時(shí)，粒子經(jīng)過弧長(或弦長)越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長。(3)當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)速率v改變時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)圓心角越大，其在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長。熱點(diǎn)考向2 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中臨界問題第29頁1.(單項(xiàng)選擇)比荷為電子以速

10、度v0沿AB邊射入邊長為a等邊三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域中，如圖所表示，為使電子從BC邊穿出磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B取值范圍為() AB BB CB DBB第30頁【典例2】(多項(xiàng)選擇)(黃岡一模)如圖所表示，有一垂直于紙面向外有界勻強(qiáng)磁場，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其邊界為一邊長為L正三角形(邊界上有磁場)，A、B、C為三角形三個(gè)頂點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q粒子(不計(jì)重力)，以速度 從AB邊上某點(diǎn)P既垂直于AB邊又垂直于磁場方向射入，然后從BC邊上某點(diǎn)Q射出。若從P點(diǎn)射入該粒子能從Q點(diǎn)射出，則( )第31頁訓(xùn)練1.(唐山一模)如圖所表示，兩平行金屬板AB中間有相互垂直勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。A板帶正電荷，B板帶等量負(fù)電荷，電場強(qiáng)度為E；磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1。平行金屬板右側(cè)有一擋板M，中間有小孔O，OO是平行于兩金屬板中心線。擋板右側(cè)有垂直紙面向外勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。CD為磁場B2邊界上一絕緣板，它與M板夾角=45，OC=a，現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m，含有各種不一樣電荷量、不一樣速度帶電粒子(不計(jì)重力)，自O(shè)點(diǎn)沿OO方向進(jìn)入電磁場區(qū)域，其中有些粒子沿直線OO方向運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2中，求：(1)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2帶電粒子速度；(2)能擊中絕緣板CD粒子中，所帶電荷量最大值；(3)絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域長度。第32頁訓(xùn)練2在如圖所表示平