三维设计新课标高考物理一轮总复习磁场第单元磁场对运动电荷的作用张省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

洛洛伦兹伦兹力力想一想想一想 来自宇宙来自宇宙质质子流，以与地球表面垂直方向射向赤道上子流，以与地球表面垂直方向射向赤道上空某一点，空某一点，则这则这些些质质子在子在进进入地球周入地球周围围空空间时间时，将相，将相对该对该点向点向哪个方向偏？哪个方向偏？提醒提醒地球表面地磁地球表面地磁场场方向由南向北，方向由南向北，质质子是子是氢氢原子核，原子核，带带正正电电荷。依据左手定荷。依据左手定则则可判定，可判定，质质子自赤道上空子自赤道上空竖竖直下落直下落过过程中受洛程中受洛伦兹伦兹力方向向力方向向东东，故相，故相对该对该点向点向东东偏。偏。第1页记记一一记记 1洛洛伦兹伦兹力力 磁磁场对场对 作用力。作用力。2洛洛伦兹伦兹力方向力方向 左手定左手定则则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，而且都与手掌在同一个平面内；而且都与手掌在同一个平面内；让让磁感磁感线线从掌心从掌心进进入，并入，并使四指指向使四指指向 运运动动方向，方向，这时这时 所指方向就所指方向就是运是运动动正正电电荷在磁荷在磁场场中所受洛中所受洛伦兹伦兹力方向。力方向。运运动电动电荷荷正正电电荷荷拇指拇指第2页 3洛洛伦兹伦兹力大小力大小F ，为为v与与B夹夹角，如角，如图图821所表示。所表示。(1)vB时时，0或或180，洛，洛伦兹伦兹力力F 。(2)vB时时，90，洛，洛伦兹伦兹力力F 。(3)v0时时，洛，洛伦兹伦兹力力F 。图图821qvBsin qvB00第3页试试一一试试1如如图图822所表示，所表示，电电子子枪枪射出射出电电子束子束进进入示波管，入示波管，在示波管正下方有在示波管正下方有竖竖直放置通直放置通电环电环形形导线导线，则则示波管中示波管中电电子束将子束将 ()图图822第4页A向上偏向上偏转转B向下偏向下偏转转C向向纸纸外偏外偏转转 D向向纸纸里偏里偏转转解析：解析：环环形形导线导线在示波管在示波管处产处产生磁生磁场场方向垂直于方向垂直于纸纸面向面向外，由左手定外，由左手定则则可判断，可判断，电电子受到洛子受到洛伦兹伦兹力向上，故力向上，故A正确。正确。答案：答案：A第5页带电带电粒子在匀粒子在匀强强磁磁场场中运中运动动想一想想一想 一一电电子在匀子在匀强强磁磁场场中，以一正中，以一正电电荷荷为圆为圆心在一心在一圆轨圆轨道道上运行。磁上运行。磁场场方向垂直于它运方向垂直于它运动动平面，平面，电场电场力恰好是磁力恰好是磁场场作作用在用在电电子上磁子上磁场场力力3倍，倍，电电子子电电荷量荷量为为e，质质量量为为m，磁感，磁感应应强强度度为为B，那么，那么电电子运子运动动角速度可能角速度可能为为多少？多少？超超链链接接第6页记记一一记记 1洛洛伦兹伦兹力特点力特点 洛洛伦兹伦兹力不改力不改变带电变带电粒子速度粒子速度 ，或者，或者说说，洛，洛伦兹伦兹力力对带电对带电粒子不做功。粒子不做功。2粒子运粒子运动动性性质质 (1)若若v0B，则则粒子粒子 ，在磁，在磁场场中做匀中做匀速直速直线线运运动动。(2)若若v0B，则带电则带电粒子在匀粒子在匀强强磁磁场场中做中做 。大小大小不受洛不受洛伦兹伦兹力力匀速匀速圆圆周运周运动动第7页 3半径和周期公式半径和周期公式 (1)洛洛伦兹伦兹力方向力方向总总与速度方向垂直，恰好起到了向与速度方向垂直，恰好起到了向心力作用。依据牛心力作用。依据牛顿顿第二定律，表示式第二定律，表示式为为 。(2)半径公式半径公式r ，周期公式，周期公式T 。第8页试试一一试试第9页图图823解析：解析：带带正正电电粒子射入磁粒子射入磁场场后，因后，因为为受到洛受到洛伦兹伦兹力作用，粒子将沿如力作用，粒子将沿如图图所所表示虚表示虚线线所表示所表示轨轨迹运迹运动动，从，从A点射点射出磁出磁场场，O、A间间距离距离为为l，射出磁，射出磁场场时时速度大小仍速度大小仍为为v0，射出，射出第10页方向与方向与x轴夹轴夹角仍角仍为为。由洛由洛伦兹伦兹力公式和牛力公式和牛顿顿运运动动定律可得定律可得第11页质谱仪质谱仪和和盘盘旋加速器旋加速器记记一一记记 1质谱仪质谱仪 (1)结结构：如构：如图图824所表示，由粒子源、所表示，由粒子源、和和摄摄影底片等影底片等组组成。成。图图824加速加速电场电场匀匀强强磁磁场场第12页第13页 2盘盘旋加速器旋加速器 (1)结结构：如构：如图图825所表示，所表示，D1、D2是是半半圆圆金属盒，金属盒，D形盒形盒缝缝隙隙处处接接 电电源。源。D形盒形盒处处于匀于匀强强磁磁场场中。中。交流交流图图825相等相等磁感磁感应应强强度度B半径半径R无关无关第14页试试一一试试3如如图图826是是质谱仪质谱仪工作原理示意工作原理示意图图。带电带电粒子粒子被加速被加速电场电场加速后，加速后，进进入速度入速度选择选择器。速度器。速度选择选择器内器内相互正交匀相互正交匀强强磁磁场场和匀和匀强强电场电场强强度分度分别为别为B和和E。平板。平板S上有可上有可让让粒子粒子经过经过狭狭缝缝P和和统计统计粒子位置胶片粒子位置胶片A1A2。平板平板S下方有下方有强强度度为为B0匀匀强强磁磁场场。以下表述正确是。以下表述正确是 ()图图826第15页A质谱仪质谱仪是分析同位素主要工具是分析同位素主要工具B速度速度选择选择器中磁器中磁场场方向垂直于方向垂直于纸纸面向外面向外C能能经过经过狭狭缝缝P带电带电粒子速率等于粒子速率等于E/BD粒子打在胶片上位置越靠近狭粒子打在胶片上位置越靠近狭缝缝P，粒子比荷越小，粒子比荷越小答案：答案：ABC第16页对对洛洛伦兹伦兹力了解力了解 1.洛洛伦兹伦兹力和安培力关系力和安培力关系 洛洛伦兹伦兹力是力是单单个运个运动电动电荷在磁荷在磁场场中受到力，而安培力中受到力，而安培力是是导导体中全部定向移体中全部定向移动动自由自由电电荷受到洛荷受到洛伦兹伦兹力宏力宏观观表表现现。2洛洛伦兹伦兹力特点力特点 (1)洛洛伦兹伦兹力方向力方向总总是垂直于运是垂直于运动电动电荷速度方向和磁荷速度方向和磁场场方向确定平面，所以洛方向确定平面，所以洛伦兹伦兹力只改力只改变变速度方向，速度方向，第17页不改不改变变速度大小，即洛速度大小，即洛伦兹伦兹力永不做功。力永不做功。(2)当当电电荷运荷运动动方向方向发发生改生改变时变时，洛，洛伦兹伦兹力方向也力方向也随之改随之改变变。(3)用左手定用左手定则则判断判断负电负电荷在磁荷在磁场场中运中运动动所受洛所受洛伦伦兹兹力力时时，要注意将四指指向，要注意将四指指向电电荷运荷运动动反方向。反方向。3洛洛伦兹伦兹力与力与电场电场力比力比较较 内容内容对应对应力力比比较项较项目目洛洛伦兹伦兹力力F电场电场力力F性性质质磁磁场对场对在其中运在其中运动动电电荷作用力荷作用力电场对电场对放入其中放入其中电电荷作用力荷作用力第18页正正电电荷与荷与电场电场方向方向相同，相同，负电负电荷与荷与电电场场方向相反方向相反一定是一定是FB，Fv力方向与力方向与场场方向方向关系关系FqEFqvB(vB)大小大小电场电场中中电电荷一定受荷一定受到到电场电场力作用力作用v0且且v不与不与B平行平行产产生条件生条件电场电场力力F洛洛伦兹伦兹力力F对应对应力力内容内容比比较项较项目目第19页既能既能够够改改变电变电荷运荷运动动速速度大小，也能度大小，也能够够改改变电变电荷运荷运动动方向方向只改只改变电变电荷运荷运动动速速度方向，不改度方向，不改变变速速度大小度大小作用效果作用效果F为为零，零，E一定一定为为零零F为为零，零，B不一定不一定为为零零力力F为为零零时场时场情情况况可能做正功、可能做正功、负负功，功，也可能不做功也可能不做功任何情况下都不做任何情况下都不做功功做功情况做功情况电场电场力力F洛洛伦兹伦兹力力F对应对应力力内容内容比比较项较项目目第20页 例例1(长沙模拟长沙模拟)在垂直在垂直纸纸面面水平向里，磁感水平向里，磁感应应强强度度为为B匀匀强强磁磁场场中，中，有一固定在水平地面上光滑半有一固定在水平地面上光滑半圆圆槽，槽，一个一个带电带电荷量荷量为为q，质质量量为为m小球在小球在如如图图827所表示位置从静止所表示位置从静止滚滚下，小球下，小球滚滚到槽底到槽底时对时对槽底槽底压压力大小等于力大小等于mg，求，求圆圆槽槽轨轨道半径道半径R。洛洛伦兹伦兹力力对对运运动电动电荷永不做功，而安培力荷永不做功，而安培力对对通通电导电导线线可做正功，可做可做正功，可做负负功，也可不做功。功，也可不做功。图图827第21页 审题审题指指导导 小球小球滚滚到槽底到槽底过过程中只有重力做功，槽支持力、洛程中只有重力做功，槽支持力、洛伦兹伦兹力不做功，依据牛力不做功，依据牛顿顿第二定律以及第二定律以及圆圆周运周运动规动规律即律即可求解。可求解。第22页第23页带电带电粒子在有界磁粒子在有界磁场场中运中运动动分析分析1.圆心确定图图828第24页 (1)已知入射方向和出射方向已知入射方向和出射方向时时，可，可经过经过入射点和出入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向直射点作垂直于入射方向和出射方向直线线，两条直，两条直线线交点交点就是就是圆圆弧弧轨轨道道圆圆心心(如如图图828甲所表示，甲所表示，图图中中P为为入入射点，射点，M为为出射点出射点)。(2)已知入射方向和出射点位置已知入射方向和出射点位置时时，能，能够经过够经过入射入射点作入射方向垂点作入射方向垂线线，连连接入射点和出射点，作其中垂接入射点和出射点，作其中垂线线，这这两条垂两条垂线线交点就是交点就是圆圆弧弧轨轨道道圆圆心心(如如图图828乙所表乙所表示，示，P为为入射点，入射点，M为为出射点出射点)。第25页 (3)带电带电粒子在不一粒子在不一样边样边界磁界磁场场中运中运动动：直直线边线边界界(进进出磁出磁场场含有含有对对称性，如称性，如图图829所表示所表示)。平行平行边边界界(存在存在临临界条件，如界条件，如图图8210所表示所表示)。图图829第26页图图8210 圆圆形形边边界界(沿径向射入必沿径向射出，如沿径向射入必沿径向射出，如图图8211所表示所表示)。图图8211第27页 2半径确半径确实实定和定和计计算算 利用平面几何关系，求出利用平面几何关系，求出该圆该圆可能半径可能半径(或或圆圆心角心角)，求解，求解时时注意以下几个主要几何特点：注意以下几个主要几何特点：图图8212第28页 (1)粒子速度偏向角粒子速度偏向角()等于等于圆圆心角心角()，并等于，并等于AB弦与切弦与切线夹线夹角角(弦切角弦切角)2倍倍(如如图图8212)，即，即2t。(2)相正确弦切角相正确弦切角()相等，与相相等，与相邻邻弦切角弦切角()互互补补，即即180。(3)直角三角形几何知直角三角形几何知识识(勾股定理勾股定理)。AB中点中点C，连连接接OC，则则ACO、BCO都是直角三角形。都是直角三角形。第29页 例例2如如图图8213所表示，虚所表示，虚线圆线圆所所围围区域内有区域内有方向垂直方向垂直纸纸面向里匀面向里匀强强磁磁场场，磁感，磁感应应强强度度为为B。一束。一束电电子子沿沿圆圆形区域直径方向以速度形区域直径方向以速度v射入磁射入磁场场，电电子束子束经过经过磁磁场场区后，其运区后，其运动动方向与原入射方向成方向与原入射方向成角。角。设电设电子子质质量量为为m，电电荷量荷量为为e，不，不计电计电子之子之间间相互作用力及所受重力，求：相互作用力及所受重力，求：第30页图图8213(1)电电子在磁子在磁场场中运中运动轨动轨迹半径迹半径R；(2)电电子在磁子在磁场场中运中运动时间动时间t；(3)圆圆形磁形磁场场区域半径区域半径r。审题审题指指导导第一步：抓关第一步：抓关键键点点为为偏向角等于偏向角等于轨轨道道圆圆弧所弧所对对圆圆心角心角(2)运运动动方向与原入射方向成方向与原入射方向成角角沿半径方向入射，一定会沿沿半径方向入射，一定会沿半径方向射出半径方向射出(1)一束一束电电子沿子沿圆圆形区域直径形区域直径方向射入方向射入获获取信息取信息关关键键点点第31页 第二步：找突破口第二步：找突破口 (1)要求要求轨轨迹半径迹半径应应依据洛依据洛伦兹伦兹力提供向心力。力提供向心力。(3)要求要求圆圆形磁形磁场场区域半径区域半径可依据几何关系求解。可依据几何关系求解。第32页第33页带电带电粒子在匀粒子在匀强强磁磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动程序解程序解题题法法三步法三步法 (一一)画画轨轨迹：即画出迹：即画出轨轨迹，并确定迹，并确定圆圆心，几何方法心，几何方法求半径。求半径。(二二)找找联络联络：轨轨道半径与磁感道半径与磁感应应强强度、运度、运动动速度相速度相联络联络，偏，偏转转角度与角度与圆圆心角、运心角、运动时间动时间相相联络联络，在磁，在磁场场中中运运动时间动时间与周期相与周期相联络联络。(三三)用用规规律：即牛律：即牛顿顿第二定律和第二定律和圆圆周运周运动规动规律，尤律，尤其是周期公式、半径公式。其是周期公式、半径公式。第34页带电带电粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动多解多解问题问题 1.带电带电粒子粒子电电性不确定形成多解性不确定形成多解 受洛受洛伦兹伦兹力作用力作用带电带电粒子，可能粒子，可能带带正正电电，也可能，也可能带带负电负电，在相同初速度条件下，正、，在相同初速度条件下，正、负负粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动轨轨迹不一迹不一样样，形成多解。，形成多解。如如图图8214甲，甲，带电带电粒子以速率粒子以速率v垂直垂直进进入匀入匀强强磁磁场场，如，如带带正正电电，其，其轨轨迹迹为为a，如，如带负电带负电，其，其轨轨迹迹为为b。图图8214第35页 2磁磁场场方向不确定形成多解方向不确定形成多解 有些有些题题目只告目只告诉诉了磁感了磁感应应强强度大小，而未度大小，而未详细详细指出指出磁感磁感应应强强度方向，此度方向，此时时必必须须要考要考虑虑磁感磁感应应强强度方向不确度方向不确定而形成多解。定而形成多解。如如图图8214乙，乙，带带正正电电粒子以速率粒子以速率v垂直垂直进进入匀入匀强强磁磁场场，如，如B垂直垂直纸纸面向里，其面向里，其轨轨迹迹为为a，如，如B垂直垂直纸纸面面向外，其向外，其轨轨迹迹为为b。第36页 3临临界状界状态态不唯一形成多解不唯一形成多解 带电带电粒子在洛粒子在洛伦兹伦兹力作用下力作用下飞飞越有界磁越有界磁场时场时，因，因为为粒子粒子运运动轨动轨迹是迹是圆圆弧状，所以，它可能穿弧状，所以，它可能穿过过去了，也可能去了，也可能转过转过180从入射界面从入射界面这边这边反向反向飞飞出，如出，如图图8215甲所表示，于是形甲所表示，于是形成了多解。成了多解。图图8215 4运运动动周期性形成多解周期性形成多解 带电带电粒子在部分是粒子在部分是电场电场，部分是磁，部分是磁场场空空间间运运动时动时，运，运动动往往往含有往复性，从而形成多解。如往含有往复性，从而形成多解。如图图8215乙所表示。乙所表示。第37页 例例3(苏州模拟苏州模拟)如如图图8216甲所表示，甲所表示，M、N为竖为竖直放置彼此平行两直放置彼此平行两块块平板，板平板，板间间距离距离为为d，两板中央，两板中央各有一个小孔各有一个小孔O、O正正对对，在两板，在两板间间有垂直于有垂直于纸纸面方向面方向磁磁场场，磁感，磁感应应强强度随度随时间时间改改变变如如图图乙所表示，乙所表示，设设垂直垂直纸纸面向里磁面向里磁场场方向方向为为正方向。有一群正离子在正方向。有一群正离子在t0时时垂直垂直于于M板从小孔板从小孔O射入磁射入磁场场。已知正离子。已知正离子质质量量为为m、带电带电荷荷量量为为q，正离子在磁，正离子在磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动周期与磁感周期与磁感应应强强度改度改变变周期都周期都为为T0，不考，不考虑虑因因为为磁磁场场改改变变而而产产生生电场电场影影响，不响，不计计离子所受重力。求：离子所受重力。求：第38页图图8216 (1)磁感磁感应应强强度度B0大小；大小；(2)要使正离子从要使正离子从O孔垂直于孔垂直于N板射出磁板射出磁场场，正离子，正离子射入磁射入磁场时场时速度速度v0可能可能值值。第39页第40页第41页求解求解带电带电粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动多解多解问题问题技巧技巧 (1)分析分析题题目特点，确定目特点，确定题题目多解性形成原因。目多解性形成原因。(2)作出粒子运作出粒子运动轨动轨迹示意迹示意图图(全方面考全方面考虑虑各种可能各种可能性性)。(3)若若为为周期性重复多解周期性重复多解问题问题，寻寻找通找通项项式，若是式，若是出出现现几个解可能性，注意每种解出几个解可能性，注意每种解出现现条件。条件。第42页带电带电粒子在磁粒子在磁场场中运中运动实际应动实际应用用 例例4盘盘旋加速器是用于加速旋加速器是用于加速带电带电粒子流，使之取粒子流，使之取得很大得很大动动能能仪仪器，其关器，其关键键部分是两个部分是两个D形金属扁盒，两形金属扁盒，两盒分盒分别别和一高和一高频频交流交流电电源两极相接，方便在盒源两极相接，方便在盒间间狭狭缝缝中中形成匀形成匀强强电场电场，使粒子每次穿，使粒子每次穿过过狭狭缝缝都得到加速；两盒都得到加速；两盒放在匀放在匀强强磁磁场场中，磁中，磁场场方向垂直于盒底面，粒子源置于方向垂直于盒底面，粒子源置于盒盒圆圆心附近，若粒子源射出粒子心附近，若粒子源射出粒子电电荷量荷量为为q、质质量量为为m，粒子最大粒子最大盘盘旋半径旋半径为为Rm，磁，磁场场磁感磁感应应强强度度为为B，其运，其运动动轨轨迹如迹如图图8217所表示，所表示，问问：第43页图图8217(1)粒子在盒内磁粒子在盒内磁场场中做何种运中做何种运动动？(2)粒子在两盒粒子在两盒间间狭狭缝缝内做何种运内做何种运动动？(3)所加交所加交变电压频变电压频率率为为多大？粒子运多大？粒子运动动角速度角速度为为多大多大？(4)粒子离开加速器粒子离开加速器时时速度速度为为多大？多大？第44页 尝试尝试解解题题 (1)D形盒由金属形盒由金属导导体制成，可屏蔽外体制成，可屏蔽外电场电场，因而，因而盒内无盒内无电场电场。盒内存在垂直盒面磁。盒内存在垂直盒面磁场场，故粒子在盒内磁，故粒子在盒内磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动。(2)两盒两盒间间狭狭缝缝内存在匀内存在匀强强电场电场，且粒子速度方向，且粒子速度方向与与电场电场方向在同一条直方向在同一条直线线上，故粒子做匀加速直上，故粒子做匀加速直线线运运动动。第45页答案答案看法析看法析第46页 洛洛伦兹伦兹力力应应用用问题问题分析方法分析方法 (1)洛洛伦兹伦兹力力应应用包含用包含盘盘旋加速器、旋加速器、质谱仪质谱仪、速度、速度选择选择器等。器等。(2)盘盘旋加速器中旋加速器中经经常碰到常碰到问题问题是粒子取得最大是粒子取得最大动动能、加速次数、运能、加速次数、运动时间动时间等，分析方法是等，分析方法是电场对电场对粒子加粒子加速，每次做功相同，粒子在磁速，每次做功相同，粒子在磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动，周，周期相同，其半径最大期相同，其半径最大时动时动能最大。能最大。(3)质谱仪质谱仪中粒子在磁中粒子在磁场场中运中运动轨动轨迹不一迹不一样样，其原，其原因是粒子因是粒子质质量不一量不一样样。第47页 1放放缩缩法法 粒子源粒子源发发射速度方向一定，大小不一射速度方向一定，大小不一样样带电带电粒子粒子进进入匀入匀强强磁磁场时场时，这这些些带电带电粒子在粒子在磁磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动轨动轨迹半径随速度迹半径随速度改改变变而改而改变变，如，如图图8218所表示所表示(图图中只画出粒子中只画出粒子带带正正电电图图8218超超链链接接第48页情景情景)，速度，速度v0越大，运越大，运动动半径也越大。能半径也越大。能够发觉这够发觉这些些带带电电粒子射入磁粒子射入磁场场后，它后，它们们运运动轨动轨迹迹圆圆心在垂直速度方向心在垂直速度方向直直线线PP上。由此我上。由此我们们可得到一个确定可得到一个确定临临界条件方法：界条件方法：在确定在确定这类这类粒子运粒子运动临动临界条件界条件时时，能，能够够以入射点以入射点P为为定定点，点，圆圆心位于心位于PP直直线线上，将半径放上，将半径放缩缩作作轨轨迹，从而探迹，从而探索出索出临临界条件，使界条件，使问题问题迎刃而解，迎刃而解，这这种方法称种方法称为为“放放缩缩法法”。第49页 2平移法平移法 粒子源粒子源发发射速度大小一定、方向不射速度大小一定、方向不同同带电带电粒子粒子进进入匀入匀强强磁磁场时场时，它，它们们在在磁磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动半径相同，若半径相同，若射入初速度射入初速度为为v0，则圆则圆周运周运动动半径半径为为Rmv0/qB，如，如图图8219所表示。同所表示。同时时可可发觉这发觉这些些带电带电粒粒子在磁子在磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动圆动圆心在以入射点心在以入射点P为圆为圆心、心、半径半径Rmv0/qB圆圆(这这个个圆圆在下面叙述中称在下面叙述中称为为“轨轨迹迹圆圆心心圆圆”)上。上。图图8219第50页 由此我由此我们们也能也能够够得到一个确定得到一个确定临临界条件方法：确定界条件方法：确定这类这类粒子在有界磁粒子在有界磁场场中运中运动临动临界条件界条件时时，能，能够够将二分之将二分之一径一径为为Rmv0/qB圆圆沿着沿着“轨轨迹迹圆圆心心圆圆”平移，从而探索平移，从而探索出出临临界条件，界条件，这这种方法称种方法称为为“平移法平移法”。第51页 典例典例如如图图8220所表示，所表示，在屏在屏MN上方有磁感上方有磁感应应强强度度为为B匀匀强强磁磁场场，磁，磁场场方向垂直于方向垂直于纸纸面向里。面向里。P为为屏上一个小孔。屏上一个小孔。PC与与MN垂直。一群垂直。一群质质量量为为m、带电带电荷量荷量为为q粒子粒子(不不计计重力重力)，以相同速率，以相同速率v，从从P处处沿垂直于磁沿垂直于磁场场方向射入磁方向射入磁场场区域。粒子入射方向区域。粒子入射方向在与磁在与磁场场B垂直平面内，且散开在与垂直平面内，且散开在与PC夹夹角角为为范范围围内。内。则则在屏在屏MN上被粒子打中区域上被粒子打中区域长长度度为为 ()图图8220第52页图图8221第53页答案答案D 题题后悟道后悟道 因因为带电为带电粒子粒子进进入磁入磁场时场时速率是相同，速率是相同，粒子运粒子运动轨动轨迹迹圆圆周半径是相同，所以可将周半径是相同，所以可将圆圆周以周以P点点为转为转轴进轴进行旋行旋转转平移，从而可确定出粒子打中区域最平移，从而可确定出粒子打中区域最远远端和最端和最近端。近端。第54页 (江苏高考江苏高考)如如图图8222所表示，在匀所表示，在匀强强磁磁场场中附中附加另一匀加另一匀强强磁磁场场，附加磁，附加磁场场位于位于图图中阴影区域，附加磁中阴影区域，附加磁场场区域区域对对称称轴轴OO与与SS垂直。垂直。a、b、c三个三个质质子先后从子先后从S点沿垂直于磁点沿垂直于磁场场方向射入磁方向射入磁场场，它，它们们速度大小相等，速度大小相等，b速度方向与速度方向与SS垂直，垂直，a、c速度方向与速度方向与b速度方向速度方向间夹间夹角角分分别为别为、，且，且。三个。三个质质子子经过经过附加磁附加磁场场区域后能区域后能抵达同一点抵达同一点S，则则以下以下说说法中正确有法中正确有 ()第55页图图8222A三个三个质质子从子从S运运动动到到S时间时间相等相等B三个三个质质子在附加磁子在附加磁场场以外区域运以外区域运动时动时，运，运动轨动轨迹迹圆圆心均在心均在OO轴轴上上C若撤去附加磁若撤去附加磁场场，a抵达抵达SS连线连线上位置距上位置距S点最点最近近D附加磁附加磁场场方向与原磁方向与原磁场场方向相反方向相反第56页答案：答案：C第57页随堂巩固落实随堂巩固落实1.如如图图8223所表示所表示为电视为电视机机显显像管偏像管偏转线转线圈示意圈示意图图，当，当线线圈通以圈通以图图示直流示直流电电时时，形成磁，形成磁场场如如图图所表示，一束沿着管所表示，一束沿着管颈轴线颈轴线射向射向纸纸内内电电子将子将 ()A向上偏向上偏转转B向下偏向下偏转转C向左偏向左偏转转 D向右偏向右偏转转解析：解析：电电子相子相对对于磁于磁场场运运动动方向是垂直方向是垂直纸纸面向里，面向里，依据左手定依据左手定则则可判定只有可判定只有选项选项D正确。正确。答案：答案：D图图8223第58页2.(广东高考广东高考)质质量和量和电电量都相等量都相等带电带电粒子粒子M和和N，以不一以不一样样速率速率经经小孔小孔S垂直垂直进进入匀入匀强强磁磁场场，运行半，运行半圆圆轨轨迹如迹如图图8224中虚中虚线线所表示，以下表述正确是所表示，以下表述正确是 ()AM带负电带负电，N带带正正电电BM速率小于速率小于N速率速率C洛洛伦兹伦兹力力对对M、N做正功做正功DM运行运行时间时间大于大于N运行运行时间时间图图8224第59页答案：答案：A第60页图图8225第61页答案：答案：B第62页4.(湖北联考湖北联考)如如图图8226所表示，所表示，带带有正有正电电荷荷A粒子和粒子和B粒子同粒子同时时以一以一样样大小速度从大小速度从宽宽度度为为d有界匀有界匀强强磁磁场边场边界上界上O点分点分别别以以30和和60(与与边边界界夹夹角角)射入磁射入磁场场，又恰好不从另一，又恰好不从另一边边界界飞飞出，出，则则以下以下说说法中正确是法中正确是 ()图图8226第63页答案：答案：BD第64页5(温州模拟温州模拟)如如图图8227甲所表示是甲所表示是盘盘旋加速器旋加速器示意示意图图，其关，其关键键部分是两个部分是两个D形金属盒，在加速形金属盒，在加速带电带电粒子粒子时时，两金属盒置于匀，两金属盒置于匀强强磁磁场场中，并分中，并分别别与高与高频电频电源相源相连连。带电带电粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动动动能能Ek随随时间时间t改改变规变规律如律如图图8227乙所表示，若忽略乙所表示，若忽略带电带电粒子在粒子在电场电场中中加速加速时间时间，则则以下判断中正确是以下判断中正确是 ()图图8227第65页A在在Ekt图图中中应应有有t4t3t3t2t2t1B高高频电频电源改源改变变周期周期应该应该等于等于tntn1C粒子加速次数越多，粒子最大粒子加速次数越多，粒子最大动动能一定越大能一定越大D当当B一定一定时时，要想粒子取得最大，要想粒子取得最大动动能越大，能越大，则则要要求求D形盒面形盒面积积也越大也越大解析：解析：带电带电粒子在两粒子在两D形盒内做形盒内做圆圆周运周运动时间动时间等于半个等于半个圆圆周运周运动动周期，而粒子运周期，而粒子运动动周期周期T2m/qB与粒子速度与粒子速度无关，无关，则则有有t4t3t3t2t2t1，选项选项A正确；高正确；高频电频电第66页答案：答案：AD第67页6(温州联考温州联考)如如图图8228所表示所表示为为一个一个质谱仪质谱仪示示意意图图，由加速，由加速电场电场、静、静电电分析器和磁分析器分析器和磁分析器组组成。成。已知静已知静电电分析器通道半径分析器通道半径为为R，均匀，均匀辐辐射射电场场电场场强强为为E。磁分析器中有垂直。磁分析器中有垂直纸纸面向外匀面向外匀强强磁磁场场，磁感，磁感应应强强度度为为B。问问：图图8228第68页(1)为为了使位于了使位于A处电处电量量为为q、质质量量为为m离子，从静止开离子，从静止开始始经经加速加速电场电场加速后沿加速后沿图图中中圆圆弧虚弧虚线经过线经过静静电电分析器，分析器，加速加速电场电压电场电压U应为应为多大？多大？(2)离子由离子由P点点进进入磁分析器后，最入磁分析器后，最终终打在乳胶片上打在乳胶片上Q点，点，该该点距入射点点距入射点P多多远远？第69页第70页课时跟踪检测课时跟踪检测见见“课时跟踪课时跟踪检测（三十）检测（三十）”第71页（给给有能力学生加餐）有能力学生加餐）1.(漳州检测漳州检测)带电带电粒子以初速度粒子以初速度v0从从a点点进进入匀入匀强强磁磁场场，如，如图图1所表示。运所表示。运动动中中经过经过b点，点，OaOb，若撤去磁，若撤去磁场场加一加一个与个与y轴轴平行匀平行匀强强电场电场，仍以，仍以v0从从a点点进进入入电场电场，粒子仍能，粒子仍能经过经过b点，那么点，那么电场电场强强度度E与与磁感磁感应应强强度度B之比之比为为 ()图图1第72页答案：答案：C第73页2.如如图图2所表示，匀所表示，匀强强磁磁场边场边界界为为平行平行四四边边形形ABCD，其中，其中AC边边与与对对角角线线BC垂直，一束垂直，一束电电子以大小不一子以大小不一样样速速度沿度沿BC从从B点射入磁点射入磁场场，不，不计电计电子子重力和重力和电电子之子之间间相互作用，关于相互作用，关于电电子在磁子在磁场场中运中运动动情况，情况，以下以下说说法中正确是法中正确是 ()A入射速度越大入射速度越大电电子，其运子，其运动时间动时间越越长长B入射速度越大入射速度越大电电子，其运子，其运动轨动轨迹越迹越长长C从从AB边边出射出射电电子运子运动时间动时间都相等都相等D从从AC边边出射出射电电子运子运动时间动时间都相等都相等图图2第74页解析：解析：电电子以不一子以不一样样速度沿速度沿BC从从B点射入磁点射入磁场场，若，若电电子以子以AB边边射出，画出其运射出，画出其运动轨动轨迹如迹如图图所表示，由几何关系可知在所表示，由几何关系可知在AB边边射出粒子射出粒子轨轨迹所正确迹所正确圆圆心角心角相等，在磁相等，在磁场场中运中运动时间动时间相等，与速度无关，相等，与速度无关，C对对，A错错；从从AC边边射出射出电电子子轨轨迹所迹所对圆对圆心角不相等，且入射速度越心角不相等，且入射速度越大，其运大，其运动轨动轨迹越短，在磁迹越短，在磁场场中运中运动时间动时间不相等，不相等，B、D错错。答案：答案：C第75页3.如如图图3所表示，所表示，摆摆球球带负电带负电荷荷单摆单摆，在一，在一匀匀强强磁磁场场中中摆动摆动，匀，匀强强磁磁场场方向垂方向垂直直纸纸面向里，面向里，摆摆球在球在AB间摆动过间摆动过程中，程中，由由A摆摆到最低点到最低点C时时，摆线摆线拉力大小拉力大小为为F1，摆摆球加速度大小球加速度大小为为a1；由；由B摆摆到最低点到最低点C时时，摆摆线线拉力大小拉力大小为为F2，摆摆球加速度大小球加速度大小为为a2，则则()图图3AF1F2，a1a2BF1F2，a1a2CF1F2，a1a2DF1F2，a1a2第76页解析：解析：绳绳拉力、洛拉力、洛伦兹伦兹力一直与力一直与单摆单摆运运动动方向垂直，方向垂直，不做功。只有重力做功，所以不做功。只有重力做功，所以a1a2，当，当单摆单摆由由A摆摆到到最低点最低点C时时，绳绳拉力和洛拉力和洛伦兹伦兹力方向相同，由力方向相同，由B摆摆到最到最低点低点C时时，绳绳拉力与洛拉力与洛伦兹伦兹力方向相反，故力方向相反，故F1F2。答案：答案：B第77页4如如图图4所表示，矩形所表示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于区域内有方向垂直于纸纸面面匀匀强强磁磁场场，有，有5个个带电带电粒子从粒子从图图中箭中箭头头所表示位置垂所表示位置垂直于磁直于磁场边场边界界进进入磁入磁场场，在，在纸纸面内做匀速面内做匀速圆圆周运周运动动，运运动轨动轨迹迹为对应圆为对应圆弧。弧。这这些粒子些粒子质质量、量、电电荷量以及荷量以及速度大小以下表所表示。速度大小以下表所表示。图图4第78页vq53v2q43v3q32v2q2v2qm1速度大小速度大小电电荷量荷量(q0)质质量量粒子粒子编编号号2m2m2m3m由以上信息可知，从由以上信息可知，从图图中中a、b、c处进处进入粒子入粒子对应对应表中表中编编号分号分别为别为 ()第79页A3、5、4 B4、2、5C5、3、2 D2、4、5答案：答案：D第80页5.长为长为L水平极板水平极板间间，有垂直，有垂直纸纸面向里面向里匀匀强强磁磁场场，如，如图图5所表示，磁感所表示，磁感应应强强度度为为B，板板间间距离距离为为L，板不，板不带电带电。一。一质质量量为为m、电电荷量荷量为为q带带正正电电粒子粒子(不不计计重力重力)，从，从左左边边极板极板间间中点中点处处垂直磁感垂直磁感线线以速度以速度v水平射入磁水平射入磁场场，欲使粒子不打在极板上，可采取方法是欲使粒子不打在极板上，可采取方法是 ()图图5第81页答案：答案：AB第82页6(深圳模拟深圳模拟)如如图图6所表示，在空所表示，在空间间中存在垂直中存在垂直纸纸面面向外，向外，宽宽度度为为d有界匀有界匀强强磁磁场场。一。一质质量量为为m、带电带电荷荷量量为为q粒子自下粒子自下边边界界P点点处处以速度以速度v沿与下沿与下边边界成界成30角方向垂直射入磁角方向垂直射入磁场场，恰能垂直于上，恰能垂直于上边边界射出，不界射出，不计计粒子重力，粒子重力，题题中中d、m、q、v均均为为已知量。已知量。则则图图6第83页(1)粒子粒子带带何种何种电电荷？荷？(2)磁磁场场磁感磁感应应强强度度为为多少？多少？解析：解析：(1)粒子向上偏粒子向上偏转转，由左手定，由左手定则则可判断粒子可判断粒子带带正正电电。第84页图图7第85页第86页答案：看法析答案：看法析第87页