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1、2020屆高三新課標物理一輪原創(chuàng)精品學案 專題25 帶電粒子在勻強磁場中的運動 教學目標：1掌握帶電粒子在磁場中運動問題的分析方法2提高運用數(shù)學知識解決物理問題的能力本講重點：建立帶電粒子在磁場中運動的物理情景本講難點：物理情（圖）景與解析幾何知識有機結合，將物理問題化歸為數(shù)學問題思想方法：數(shù)理結合，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論（構建物理圖景（模型）是關鍵、化歸為幾何問題是手段）考點點撥：1帶電粒子在單邊界磁場中的勻速圓周運動2帶電粒子在雙邊界磁場中的勻速圓周運動3帶電粒子在矩形邊界磁場中的勻速圓周運動4帶電粒子在圓形界磁場中的勻速圓周
2、運動第一課時（二）重難點闡釋帶電粒子在磁場中的運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動問題，綜合性較強，解這類問題往往要用到圓周運動的知識、洛倫茲力、還要牽涉到數(shù)學中的平面幾何、解析幾何知識。因此，解此類試題，除了運用常規(guī)的解題思路（畫草圖、找“圓心”、定“半徑”）之外，更應側重于運用數(shù)學知識進行分析。二、高考要點精析（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?？键c點撥關鍵提示：連接入射點和出射點（或軌跡上任兩點）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，交點即為圓心。幾何關系：（弦
3、長），（如圖所示）【例1】如圖，在一水平放置的平板MN的上方有勻強磁場，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里。許多質量為m帶電量為q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內的各個方向，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Rmv/Bq。哪個圖是正確的？A B C D 方法提煉：涉及大量粒子的運動問題時，可轉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動的情況，依此類推，即可找出粒子可能的運動區(qū)域。拓展粒子運動軌跡的圓心如何運動？以入射點為圓心、以粒子運動半徑為半徑的圓弧。（四）矩形界磁場【例3】如圖所示， 一
4、足夠長的矩形區(qū)域abcd內充滿磁感應強度為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場?，F(xiàn)從矩形區(qū)域ad邊的中點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，試求射出點在這條邊上的范圍。注意：粒子在矩形界磁場中的運動多伴有臨界問題與極值問題r vRvO/O第二課時（五）圓形界磁場考點點撥關鍵提示：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
5、稱性，射出線的反向延長線必過磁場圓的圓心?？键c精煉針對練習3電視機的顯像管中，電子束的偏轉是用磁偏轉技術實現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進入一圓形勻強磁場區(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。當不加磁場時，電子束將通過O點而打到屏幕的中心M點。為了讓電子束射到屏幕邊緣P點，需要加一勻強磁場，使電子束偏轉一已知角度，此時磁場的磁感應強度B應為多少？第三課時三、考點落實訓練考點落實訓練參考答案1解析：（1）離子的初速度與勻強磁場的方向垂直，在洛侖茲力作用下，做勻速圓周運動。設圓半徑為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點的距離為：AO=2r所以（2）當離子到位置P時，圓心角：因為，所以yxoBvvaO/3解：軌跡如圖，由射入、射出點的半徑可找到圓心O/，并得出半徑為；射出點坐標為（0，）。
2020屆高考物理一輪 專題25 帶電粒子在勻強磁場中的運動學案 新課標
