2016高考物理重难点押题突破专题8带电粒子在磁场中的运动.doc

112专题8带电粒子在磁场中的运动一、重要地位：1、由于受力分析、圆周运动、曲线运动、牛顿定律知识的不熟悉甚至于淡忘以至于不能将这些知识应用于带电粒子在磁场中的运动的分析无法建立带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的物理学模型。2、受电场力对带电粒子做功既可改变粒子的速度（包括大小与方向）又可改变粒子的动能动量的影响造成磁场中的洛仑兹力对带电粒子不做功（只改变其速度的方向不改变其大小）的定势思维干扰受电场对带电粒子的偏转轨迹（可以是抛物线）的影响造成对磁场偏转轨迹（可以是圆周）的定势思维干扰。从而使带电粒子在电场中的运动规律产生了对带电粒子在磁场中的运动的前摄抑制。3、磁场内容的外延知识与学生对物理概念理解偏狭之间的矛盾导致学习困难。二、突破策略：（一）明确带电粒子在磁场中的受力特点1.产生洛伦兹力的条件：①电荷对磁场有相对运动．磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用．②电荷的运动速度方向与磁场方向不平行．2.洛伦兹力大小：当电荷运动方向与磁场方向平行时洛伦兹力f=0；当电荷运动方向与磁场方向垂直时洛伦兹力最大f=qυB；当电荷运动方向与磁场方向有夹角θ时洛伦兹力f=qυB·sinθ3.洛伦兹力的方向：洛伦兹力方向用左手定则判断4.洛伦兹力不做功．（二）明确带电粒子在匀强磁场中的运动规律带电粒子在只受洛伦兹力作用的条件下：1.若带电粒子沿磁场方向射入磁场即粒子速度方向与磁场方向平行θ＝0°或180°时带电粒子粒子在磁场中以速度υ做匀速直线运动．2.若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直即θ＝90°时带电粒子在匀强磁场中以入射速度υ做匀速圆周运动．①向心力由洛伦兹力提供：②轨道半径公式：③周期：可见T只与有关与v、R无关。（三）充分运用数学知识（尤其是几何中的圆知识切线、弦、相交、相切、磁场的圆、轨迹的圆）构建粒子运动的物理学模型归纳带电粒子在磁场中的题目类型总结得出求解此类问题的一般方法与规律。1.“带电粒子在匀强磁场中的圆周运动”的基本型问题（1）定圆心、定半径、定转过的圆心角是解决这类问题的前提。确定半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础有时需要建立运动时间t和转过的圆心角α之间的关系（）作为辅助。圆心的确定通常有以下两种方法。①已知入射方向和出射方向时可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图9-1中P为入射点M为出射点）。图9-1图9-2图9-3②已知入射方向和出射点的位置可以通过入射点作入射方向的垂线连接入射点和出射点作其中垂线这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图9-2P为入射点M为出射点）。（2）半径的确定和计算：利用平面几何关系求出该圆的可能半径或圆心角。并注意以下两个重要的特点：①粒子速度的偏向角等于回旋角α并等于AB弦与切线的夹角（弦切角θ）的2倍如图9-3所示。即：。②相对的弦切角θ相等与相邻的弦切角θ/互补即θ＋θ/＝180o。（3）运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时其运动时间可由下式表示。注意：带电粒子在匀强磁场中的圆周运动具有对称性。①带电粒子如果从一直线边界进入又从该边界射出则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称入射速度方向、出射速度方向与边界的夹角相等；②在圆形磁场区域内沿径向射入的粒子必沿径向射出。应用对称性可以快速地确定运动的轨迹。例1：如图9-4所示在y小于0的区域内存在匀强磁场磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外磁感应强度为B一带正电的粒子以速度从O点射入磁场入射速度方向为xy平面内与x轴正向的夹角为θ若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L求该粒子电量与质量之比。图9-4图9-5【审题】本题为一侧有边界的匀强磁场粒子从一侧射入一定从边界射出只要根据对称规律①画出轨迹并应用弦切角等于回旋角的一半构建直角三角形即可求解。【解析】根据带电粒子在有界磁场的对称性作出轨迹如图9-5所示找出圆心A向x轴作垂线垂足为H由与几何关系得：①带电粒子在磁场中作圆周运动由解得②①②联立解得【总结】在应用一些特殊规律解题时一定要明确规律适用的条件准确地画出轨迹是关键。图9-6图9-7例2：电视机的显像管中电子（质量为m带电量为e）束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后进入一圆形匀强磁场区如图9-6所示磁场方向垂直于圆面磁场区的中心为O半径为r。当不加磁场时电子束将通过O点打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P需要加磁场使电子束偏转一已知角度θ此