高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 带电粒子在匀强磁场中的运动授课课件ppt

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带电粒子在复合场中的运动综合了洛伦兹力、牛顿运动定律、匀速圆周运动、功能关系等知识，同时对于数学的运算能力、空间想象能力、作图能力都有较高要求，是高考命题的热点和重点．
一、带电粒子在组合场中的运动1．分阶段(分过程)按照时间顺序和进入不同的区域分成几个不同的阶段．2．受力和运动分析，主要涉及两种典型运动，如下所示．
例1　如图所示，在x>0的空间中，存在沿x轴方向的匀强电场，电场强度 E＝0.2 N/C；在x0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，磁感应强度和电场强度大小均未知．在第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E.一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成θ＝30°角度斜向上做直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即做匀速圆周运动，已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g.求：
(1)小球的比荷和第一象限内匀强电场场强E1的大小；(2)要使小球能够进入第二象限，求第一象限内磁感应强度B1大小的范围．
解：(1)设小球质量为m，电荷量为q，速度为v，因为在MN段做匀速直线运动，所以球受的电场力、磁场力、重力平衡，由平衡条件得
由几何关系L＜R(1＋cs 60°)，
3．由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成的扩束装置可以实现对电子扩束．如图甲所示，大量电子由静止开始经过加速电场加速后，连续不断地沿轴线OO′射入偏转电场，偏转电场的极板长为s，极板间距为d，两板不带电时电子通过极板的时间为2t0，当在两极板加上如图乙所示的电压时(U0为已知)，所有电子均能从两极板间通过然后进入垂直纸面向里的匀强磁场中，最后电子都垂直磁场的右边界射出，实现扩束．已知磁场宽度为l，电子的质量为m、电荷量为e，不计重力．求：
(1)加速器加速电压的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)经电子扩束器扩束后电子束的宽度．
(3)由于各个时刻从偏转电场中射出的电子速度大小相等、方向相同，因此电子进入磁场后做圆周运动的半径也相同，故扩束后的宽度L与离开偏转电场时距离轴线的最远与最近差值相等，要使电子的侧向位移最大，应让电子从0、2t0、4t0…等时刻进入偏转电场，在这种情况下，电子的侧向位移为