2020屆高考物理一輪 專題25 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動學(xué)案 新課標(biāo)

《2020屆高考物理一輪 專題25 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動學(xué)案 新課標(biāo)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理一輪 專題25 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動學(xué)案 新課標(biāo)（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020屆高三新課標(biāo)物理一輪原創(chuàng)精品學(xué)案 專題25 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 教學(xué)目標(biāo)：1．掌握帶電粒子在磁場中運(yùn)動問題的分析方法 2．提高運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力 本講重點(diǎn)：建立帶電粒子在磁場中運(yùn)動的物理情景 本講難點(diǎn)：物理情（圖）景與解析幾何知識有機(jī)結(jié)合，將物理問題化歸為數(shù)學(xué)問題 思想方法：數(shù)理結(jié)合，建模和化歸的思想方法 解題思維流程：題給文字信息→建立物理圖景→化歸為幾何問題→還原為物理結(jié)論 （構(gòu)建物理圖景（模型）是關(guān)鍵、化歸為幾何問題是手段） 考點(diǎn)點(diǎn)撥：1．帶電粒子在單邊界磁場中的勻速圓周運(yùn)動 2．帶電粒子在雙邊界磁場中的勻速圓周運(yùn)動 3．帶電粒子在矩形邊

2、界磁場中的勻速圓周運(yùn)動 4．帶電粒子在圓形界磁場中的勻速圓周運(yùn)動 第一課時 （二）重難點(diǎn)闡釋 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動大體包含五種常見情景：無邊界磁場，單邊界磁場，雙邊界磁場，矩形界磁場，圓形界磁場。帶電粒子在磁場中的運(yùn)動問題，綜合性較強(qiáng)，解這類問題往往要用到圓周運(yùn)動的知識、洛倫茲力、還要牽涉到數(shù)學(xué)中的平面幾何、解析幾何知識。因此，解此類試題，除了運(yùn)用常規(guī)的解題思路（畫草圖、找“圓心”、定“半徑”）之外，更應(yīng)側(cè)重于運(yùn)用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析。 二、高考要點(diǎn)精析 （一）無邊界磁場：粒子軌跡為完整的圓。 （二）單邊界磁場：軌跡為部分圓弧。 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 關(guān)鍵提示：連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)（或

3、軌跡上任兩點(diǎn)）得到弦，做速度方向的垂線（亦即洛倫茲力方向）和弦的中垂線，交點(diǎn)即為圓心。幾何關(guān)系：（弦長），（如圖所示） 【例1】如圖，在一水平放置的平板MN的上方有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里。許多質(zhì)量為m帶電量為＋q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔O射入磁場區(qū)域。不計重力，不計粒子間的相互影響。下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中R＝mv/Bq。哪個圖是正確的？ A B C D 方法提煉：涉及大量粒子的運(yùn)動問題時，可轉(zhuǎn)化為一個粒子以各個速度方向射入磁場，畫出幾個特殊速度方向時粒子運(yùn)動的情況，依此類推

4、，即可找出粒子可能的運(yùn)動區(qū)域。 ［拓展］粒子運(yùn)動軌跡的圓心如何運(yùn)動？ 以入射點(diǎn)為圓心、以粒子運(yùn)動半徑為半徑的圓弧。 （四）矩形界磁場 【例3】如圖所示， 一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)從矩形區(qū)域ad邊的中點(diǎn)O處垂直磁場射入一速度方向跟ad邊夾角為30°，大小為v0的帶電粒子。已知粒子質(zhì)量為m，電量為+q，ad邊長為L，重力影響忽略不計。 （1）試求粒子能從ab邊上射出磁場的v0的大小范圍？ （2）問粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間是多少？在這種情況下，粒子從磁場區(qū)域的某條邊射出，試求射出點(diǎn)在這條邊上的范圍。 注意：粒子在矩

5、形界磁場中的運(yùn)動多伴有臨界問題與極值問題 r v R v O/ O 第二課時 （五）圓形界磁場 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 關(guān)鍵提示：畫好輔助線（半徑、速度、軌跡圓的圓心、連心線）。偏角可由求出。經(jīng)歷時間由得出（如圖）。 注意：由對稱性，射出線的反向延長線必過磁場圓的圓心。 ☆考點(diǎn)精煉 針對練習(xí)3電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)中心為O，半徑為r。當(dāng)不加磁場時，電子束將通過O點(diǎn)而打到屏幕的中心M點(diǎn)。為了讓電子束射到屏幕邊緣P點(diǎn)，需要加一勻強(qiáng)磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一

6、已知角度，此時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？ 第三課時 三、考點(diǎn)落實訓(xùn)練 考點(diǎn)落實訓(xùn)練參考答案 1．解析：（1）離子的初速度與勻強(qiáng)磁場的方向垂直，在洛侖茲力作用下，做勻速圓周運(yùn)動。設(shè)圓半徑為r，則據(jù)牛頓第二定律可得： ，解得 如圖所示，離了回到屏S上的位置A與O點(diǎn)的距離為： AO=2r 所以 （2）當(dāng)離子到位置P時，圓心角： 因為，所以 y x o B v v a O/ 3．解：軌跡如圖，由射入、射出點(diǎn)的半徑可找到圓心O/，并得出半徑為；射出點(diǎn)坐標(biāo)為（0，）。