3-1__20xx__最新物理高考_第三節(jié)_帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-展示頁
2024-08-13 19:52本頁面
【正文】 子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為 （ ） A． 2mvqB B． 2 cosmvqB ? C． 2 (1 sin )mvqB ?? D． 2 (1 cos )mvqB ?? 解析：圖 937 可知，沿 PC 方向射入的帶負(fù)電的粒子打在 MN 上的點(diǎn)離 P 點(diǎn)最遠(yuǎn)，PR=Bqmv2，沿兩邊界線射入磁場(chǎng)的粒 子打在 MN 上的點(diǎn)離 P 點(diǎn)最近，PQ=BqmvR ?? c os2c os2 ?，所以打在 MN 區(qū) 域 的 長(zhǎng) 度 為qBmvPQPR )c os1(2 ????，則 D 答案正確 答案： D． 935 936 937 考點(diǎn) 2. 電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電荷作用的區(qū)別 剖析： 1. 電荷在電場(chǎng)中一定會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，而電荷在磁場(chǎng)中不一定受磁場(chǎng)力作用 .只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)不平行的電荷才受磁場(chǎng)力的作用，而相對(duì)磁場(chǎng)靜止的電荷或雖運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行的電荷則不受磁場(chǎng)力作用． 2. 電場(chǎng)對(duì)電荷作用力的大小僅取決于場(chǎng)強(qiáng) E 和電荷量 q，即 F=qE，而 磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 和電荷量 q 有關(guān)，還與電荷運(yùn)動(dòng)速度的大小 v 及速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角 ? 有關(guān)，即： F=qvBsin? ． 3. 電荷所受電場(chǎng)力的方向總是沿著電場(chǎng)線的切線 (與電場(chǎng)方向相同或相反 )，而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向 (即垂直于磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面 )． 4. 電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功 (電荷在等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)除外 )，而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁 場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功 . [例題 2] 一帶電粒子以初速度 V0垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng) E 沿兩板中線射入，不計(jì)重力，由 C 點(diǎn)射出時(shí)的速度為 V，若在兩板間加以垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子仍以 V0入射，恰從 C 關(guān)于中線的對(duì)稱點(diǎn)D 射出，如圖 938 所示，則粒子從 D 點(diǎn)射出的速度為多少 ? 解析 ：粒子第一次飛出極板時(shí)，電場(chǎng)力做正功，由動(dòng)能定理可得電場(chǎng)力做功為 W1=m（ V2－ v02） /2??①，當(dāng)兩板間加以垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，粒子第二次飛出極板時(shí)，洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，但是粒子從與 C點(diǎn)關(guān)于中線的對(duì)稱點(diǎn)射出，洛侖茲力大于 電場(chǎng)力，由于對(duì)稱性，粒子克服電場(chǎng)力做功，等于第一次電場(chǎng)力所做的功，由動(dòng)能定理可得 W2=m（ V02－ VD2） /2??②， W1=W2。 ? =360186。計(jì)算 出圓心角 ? 的大小，由公式 t=0360? T 可求出運(yùn)動(dòng) 時(shí)間 .有時(shí)也用弧長(zhǎng)與線速度的比 .如圖 934 所示， 還應(yīng)注意到： （ 1）速度的偏向角 ? 等于弧 AB 所對(duì)的圓心角 ? ； （ 2）偏向角 ? 與弦切角 ? 的關(guān)系為： ? ＜ 180176。 ③ 用規(guī)律：結(jié)合 牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式和周期公式。 應(yīng)用對(duì) 稱性可以快速地確定運(yùn)動(dòng)的軌跡。 注意：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性。 ② 相對(duì)的弦切角θ相等，與相鄰的弦切角θ /互補(bǔ)，即θ＋θ /＝ 180o。并注意以下兩個(gè)重要的特點(diǎn)： ① 粒子速度的偏向角 ? 等于回旋角α，并等于 AB 弦與切線的夾角（弦切角θ）的 2倍，如圖 933 所示。 ② 已知入射方向和出射點(diǎn)的位置，可以通過入射點(diǎn)作入射方向的垂 線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心（如圖 92,P 為入射點(diǎn)， M 為出射點(diǎn)）。圓心的確定，通常有以下兩種方法。 相關(guān)公式： (1) 洛倫茲力充當(dāng)向心力：rmvqvB 2? (2)軌道半徑：qBmEqBpqBmvr K2??? (3)周 期： qBmv rT ?? 22 ?? (4)角 速 度：mqBω? (5)頻 率：mqBTf ?21 ?? (6)動(dòng) 能： m(qB r )mvEk 22122 ?? 特點(diǎn)： ①帶電粒子在磁 場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的周期 T 頻率 f 角速度 ? 與粒子的速度（ v）和半徑（ r）無關(guān)，只與粒子的電量（ q）和質(zhì)量（ m）有關(guān) . ② q/m 比荷相等的粒子，在相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， T、 f 和 ? 均相等 ，但有區(qū)別：帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（類平拋運(yùn)動(dòng)）；垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則做變加速曲線運(yùn)動(dòng)（勻速圓周運(yùn)動(dòng)）． （ 五 ） 、 “帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)”的基本型問題 （ 1）定圓心、定半徑、定轉(zhuǎn)過的圓心角是解決這類問題的前提。 （ 二 ） 、洛倫茲力的方向 F 的方向既 _______于磁場(chǎng) B的方向，又 _______于運(yùn)動(dòng)電荷的速度 v 的方向，即 F 總是垂直于 B 和 v 所在的平面． ，伸出左手，讓姆指跟四指 ________，且處于_______，讓磁感線穿過 ________，四指指向 _______________（當(dāng)是負(fù)電荷時(shí)，四指指向與電荷運(yùn)動(dòng)方向 ________）則 __________所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向． （ 三 ） 、洛倫茲力與安培力的關(guān)系 ，而安 培力是導(dǎo)體中所有定向稱動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的 ________． _________做功， 它不改變運(yùn)動(dòng)電荷的 _________。第三節(jié) 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 一、考情分析 考試大綱 考綱解讀 、洛倫茲力的方向 I II II 洛倫茲力的計(jì)算只限于速度與磁場(chǎng)方向垂直的情形 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要掌握基本法（找圓心、求半徑、畫軌跡）利用幾何知識(shí)，求半徑及圓心角是關(guān)鍵。應(yīng)特別注意“邊 界問題”以及由周期性引起的“多解問題” . 二、 考點(diǎn)知識(shí)梳理 （ 一 ） 、洛侖茲力 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 : _______________，θ是 V、 B 之間的夾角 . ， F＝ 0 ， f=qvB ___________在磁場(chǎng)中才有可能受到洛倫茲力作用，靜止電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力一定為 _____． 5. 洛倫茲力和安培力的關(guān)系： F 洛 是 F 安 的微觀解釋， F 安 是 F 洛 宏觀體現(xiàn)。但安培力卻可以做功． （ 四
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