磁场公开课.ppt

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1、 例例1、（、（09年重庆卷第年重庆卷第25题）如图所示，题）如图所示，离子源离子源A产生的初速度为零、带电量均为产生的初速度为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板场，偏转后通过极板HM上的小孔上的小孔S离开电场，离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进进入磁感应强度为入磁感应强度为B的匀强磁场。已知的匀强磁场。已知HO=d，HS=2d，=90。（忽略粒子所受重。（忽略粒子所受重力）力）（1）求偏转电场场

2、强）求偏转电场场强E0的大小以及的大小以及HM与与MN的夹角的夹角；（2）求质量为）求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的离子在磁场中做圆周运动的半径；的半径；（3）若质量为若质量为4m的离子垂直打在的离子垂直打在NQ的中点的中点S1处，处，质量为质量为16m的离子打的离子打S2在处。求在处。求S1和和S2之间的距离之间的距离以及能打在以及能打在NQ上的正离子的质量范围。上的正离子的质量范围。热点考向热点考向1、带电粒子做圆周运动的临界问题、带电粒子做圆周运动的临界问题 解析：（解析：（1）加速电场）加速电场偏转电场中偏转电场中联立解得联立解得4545（2）匀强磁场中）匀强磁场中解得解得+-+-

3、偏转电场偏转电场加速电场加速电场准直管准直管匀强磁场匀强磁场OdSM粒子打到粒子打到N点点粒子打到粒子打到Q点点解得解得 mmx25m+-+-偏转电场偏转电场加速电场加速电场准直管准直管匀强磁场匀强磁场Od2dSHMNQO2O3S1S2R1R2R3O1 例例2、如图，真空室内存在匀强磁场，、如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度的磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度的大小大小B=0.60T，磁场内有一块平面感光板，磁场内有一块平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距，板面与磁场方向平行，在距ab的距离的距离L=16cm处，有一个处，有一个放射源放射源S，它在纸面，它在纸面

4、内向各个方向发射内向各个方向发射粒子，粒子，粒子的速度都粒子的速度都是是 ，已知，已知粒子的荷质比粒子的荷质比 ，求，求ab上被上被粒子打中的区域的长度。粒子打中的区域的长度。bas相交点相交点P1就是就是粒子能打中的左侧最远点粒子能打中的左侧最远点RRSabP2P1N2RL解解:粒子在磁场中粒子在磁场中切点切点P2就是就是粒子能打中的右侧最远点粒子能打中的右侧最远点 例例3、如图所示，在如图所示，在xoy平面第一象限平面第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，该区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，该磁场区域的磁感应强度磁场区域的磁感应强度B0.2T。一带电。一带电量量q21014C、质量、质

5、量m41020kg的微粒在的微粒在y轴上的轴上的A点（点（0，2m）以）以v3104m/s沿与沿与y轴成轴成600的夹角射入，运的夹角射入，运动中经过匀强磁场区域后，最终又垂直穿动中经过匀强磁场区域后，最终又垂直穿过过x轴上的轴上的B点（点（1m，0），不计微粒的重），不计微粒的重力。为了满足题设条件，在第一象限内的力。为了满足题设条件，在第一象限内的磁场可以局限在一个正三角形区域内，求磁场可以局限在一个正三角形区域内，求此正三角形区域的最小边长，并在图中画此正三角形区域的最小边长，并在图中画出该正三角形。出该正三角形。热点考向热点考向2、带电粒子做圆周运动的最小磁场区域问题、带电粒子做圆周运

6、动的最小磁场区域问题 xyAVO 600BoAyxBo160 “带电粒子在匀强磁场中的圆周运动带电粒子在匀强磁场中的圆周运动”的的多解性产生原因：多解性产生原因：（1）带电粒子电性不确定形成多解。）带电粒子电性不确定形成多解。（2）磁场方向不确定形成多解。）磁场方向不确定形成多解。（3）临界状态不唯一形成多解。）临界状态不唯一形成多解。（4）运动的重复性形成多解。）运动的重复性形成多解。例例4、（、（09年海南卷第年海南卷第16题）如图，题）如图，ABCD是边长为是边长为a的正方形。质量为的正方形。质量为m、电荷量为电荷量为e的电子以大小为的电子以大小为v0的初速度沿的初速度沿纸面垂直于纸面垂

7、直于BC域边射入正方形区。在正域边射入正方形区。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射，都只能从边上的任意点入射，都只能从A点射点射出磁场。不计重力，求出磁场。不计重力，求 （1）此匀强磁场区域中磁感应强度的）此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；方向和大小；（2）此匀强磁场区域的最小面积。）此匀强磁场区域的最小面积。OBCDAQxa-yaP(x,y)yM解、解、圆周运动圆半径圆周运动圆半径 r=a故最小磁场区域面积为故最小磁场区域面积为下边界上的任意点下边界上的任意点P(x,y)有有xy圆圆弧弧AEC是所求的最小磁是所求的最小磁场场区域

8、的一个区域的一个边边界界 EADBCyxOMPQNNN1N2M1M2MxyRO/Ov带点微粒发射装置C2009年浙江卷第年浙江卷第25题题xyRO/OvCAxyRO/vQPOR图(a)图(b)xyRO/Ov带点微粒发射装置CPQr图(c)NOMPQBB 例例5、如图所示，直线、如图所示，直线MN下方无磁场，上方空间存下方无磁场，上方空间存在两个匀强磁场，其分界线是半径为在两个匀强磁场，其分界线是半径为R的半圆，两侧的磁的半圆，两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B现有现有一质量为一质量为m、电荷量为、电荷量为q的带负电微粒从的带负电微粒从

9、P点沿半径方向向点沿半径方向向左侧射出，最终打到左侧射出，最终打到Q点，不计微粒的重力求：点，不计微粒的重力求：（1）微粒在磁场中运动的周期）微粒在磁场中运动的周期（2）从）从P点到点到Q点，微粒的运动速度大小及运动时间点，微粒的运动速度大小及运动时间 热点考向热点考向3、带电粒子在双向有界磁场中的运动、带电粒子在双向有界磁场中的运动O1O2NOMPQBNOMPQO1O2O4O3BO1NOMPQO2BO3（2）粒子的运动轨迹将磁场边界分成）粒子的运动轨迹将磁场边界分成n等分（等分（n2，3，4）rRNPO1OMQO2O3NOMPQO1O2O3O4当当n为偶数时，由对称可得为偶数时，由对称可得当当n为奇数时，为奇数时，t为周期的整数倍加上第一段的运动时间为周期的整数倍加上第一段的运动时间 NPO1OMQO2O3第一段运动轨迹对应的圆心角为：第一段运动轨迹对应的圆心角为：A1A3A4A23060图5图8BABdVV300O图2BBELdO图7O1NOMPQO2