带电粒子在有界磁场中运动的临界问题、极值问题和多解问题.ppt

高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 第第4节节 带电粒子在有界带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题和多解问题磁场中运动的临界极值问题和多解问题 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 相切相切越长越长高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 长长高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 不同不同两种两种可能可能高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 不同不同高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 周期性周期性高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 规律总结规律总结1.1.解决此类问题的关键是解决此类问题的关键是:找准临界点找准临界点.2.2.找临界点的方法是找临界点的方法是:以题目中的以题目中的“恰好恰好”“”“最大最大”“”“最高最高”“”“至少至少”等词语为突等词语为突破口破口,借助半径借助半径R R和速度和速度v v（或磁场（或磁场B B）之间的约束关系进行动）之间的约束关系进行动态运动轨迹分析态运动轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系确定轨迹圆和边界的关系,找出临界点找出临界点,然然后利用数学方法求解极值后利用数学方法求解极值,常用结论如下常用结论如下:（1 1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切轨迹与边界相切.（2 2）当速度）当速度v v一定时一定时,弧长（或弦长）越长弧长（或弦长）越长,圆周角越大圆周角越大,则则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.（3 3）当速率）当速率v v变化时变化时,圆周角大的圆周角大的,运动时间越长运动时间越长.高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 二带电粒子在平行直线边界磁场中的运动二带电粒子在平行直线边界磁场中的运动速度较小时，作半圆速度较小时，作半圆运动后从原边界飞出；运动后从原边界飞出；速度增加为某临界值速度增加为某临界值时，粒子作部分圆周运时，粒子作部分圆周运动其轨迹与另一边界相动其轨迹与另一边界相切；切；速度较大时粒子速度较大时粒子作部分圆周运动后从另作部分圆周运动后从另一边界飞出一边界飞出 SBPSSQPQQ速度较小时，作圆速度较小时，作圆周运动通过射入点；周运动通过射入点；速度增加为某临界速度增加为某临界值时，粒子作圆周运值时，粒子作圆周运动其轨迹与另一边界动其轨迹与另一边界相切；相切；速度较大时速度较大时粒子作部分圆周运动粒子作部分圆周运动后从另一边界飞出后从另一边界飞出 圆心在过入射点跟跟速圆心在过入射点跟跟速圆心在过入射点跟跟速圆心在过入射点跟跟速度方向垂直的直线上度方向垂直的直线上度方向垂直的直线上度方向垂直的直线上圆心在过入射点跟圆心在过入射点跟圆心在过入射点跟圆心在过入射点跟边界垂直的直线上边界垂直的直线上边界垂直的直线上边界垂直的直线上圆心在磁场圆心在磁场圆心在磁场圆心在磁场原边界上原边界上原边界上原边界上量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态P速度较小时，作圆弧速度较小时，作圆弧运动后从原边界飞出；运动后从原边界飞出；速度增加为某临界值速度增加为某临界值时，粒子作部分圆周运时，粒子作部分圆周运动其轨迹与另一边界相动其轨迹与另一边界相切；切；速度较大时粒子速度较大时粒子作部分圆周运动后从另作部分圆周运动后从另一边界飞出一边界飞出 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 三带电粒子在矩形边界磁场中的运动三带电粒子在矩形边界磁场中的运动oBdabcB圆心在磁场原边界上圆心在磁场原边界上圆心在磁场原边界上圆心在磁场原边界上圆心在圆心在圆心在圆心在过入射过入射过入射过入射点跟速点跟速点跟速点跟速度方向度方向度方向度方向垂直的垂直的垂直的垂直的直线上直线上直线上直线上速度较小时粒子作半圆速度较小时粒子作半圆速度较小时粒子作半圆速度较小时粒子作半圆运动后从原边界飞出；运动后从原边界飞出；运动后从原边界飞出；运动后从原边界飞出；速度在某一范围内时从侧速度在某一范围内时从侧速度在某一范围内时从侧速度在某一范围内时从侧面边界飞出；面边界飞出；面边界飞出；面边界飞出；速度较大速度较大速度较大速度较大时粒子作部分圆周运动从时粒子作部分圆周运动从时粒子作部分圆周运动从时粒子作部分圆周运动从对面边界飞出。对面边界飞出。对面边界飞出。对面边界飞出。速度较小时粒子做部分圆周运动速度较小时粒子做部分圆周运动速度较小时粒子做部分圆周运动速度较小时粒子做部分圆周运动后从原边界飞出；后从原边界飞出；后从原边界飞出；后从原边界飞出；速度在某一范速度在某一范速度在某一范速度在某一范围内从上侧面边界飞；围内从上侧面边界飞；围内从上侧面边界飞；围内从上侧面边界飞；速度较大速度较大速度较大速度较大时粒子做部分圆周运动从右侧面边时粒子做部分圆周运动从右侧面边时粒子做部分圆周运动从右侧面边时粒子做部分圆周运动从右侧面边界飞出；界飞出；界飞出；界飞出；速度更大时粒子做部分速度更大时粒子做部分速度更大时粒子做部分速度更大时粒子做部分圆周运动从下侧面边界飞出。圆周运动从下侧面边界飞出。圆周运动从下侧面边界飞出。圆周运动从下侧面边界飞出。量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态（轨迹与边界相切）量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态（轨迹与边界相切）高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 (1)若使电子源发射的电子能到达挡若使电子源发射的电子能到达挡板，则发射速度最小为多大？板，则发射速度最小为多大？(2)如果电子源如果电子源S发射电子的速度为发射电子的速度为第第(1)问中的问中的2倍，则挡扳上被电子击中的倍，则挡扳上被电子击中的区域范围有多大？区域范围有多大？高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 (1)若要粒子从若要粒子从ab边上射出，边上射出，则入射速度则入射速度v0的范围是多少？的范围是多少？(2)粒子在磁场中运动的最粒子在磁场中运动的最长时间为多少？长时间为多少？高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 带电荷量为带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为期都为T0，不考虑由于磁场变化而产，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力生的电场的影响，不计离子所受重力求：求：(1)磁感应强度磁感应强度B0的大小；的大小；(2)要使正离子从要使正离子从O孔垂直于孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值的可能值高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 高考调研高考调研 高三物理（新课标版）高三物理（新课标版）第八章第八章 第第4节节 高考调研高考调研 小结1.1.带电粒子进入有界磁场带电粒子进入有界磁场,运动轨迹运动轨迹为一段弧线为一段弧线.2.2.当同源粒子垂直进入磁场的运动轨迹当同源粒子垂直进入磁场的运动轨迹3.3.注意圆周运动中的有关对称规律注意圆周运动中的有关对称规律:(2)(2)粒子进入单边磁场时粒子进入单边磁场时,入射速度与边界夹角等于出射速入射速度与边界夹角等于出射速度与边界的夹角度与边界的夹角;(1)(1)在圆形磁场区域内在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子沿径向射入的粒子,必沿径向射出必沿径向射出.