|课件下载
终身会员
搜索
    上传资料 赚现金
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件
    立即下载
    加入资料篮
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件01
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件02
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件03
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件04
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件05
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件06
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件07
    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件08
    还剩48页未读, 继续阅读
    下载需要10学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件

    展开
    这是一份粤教版高中物理选择性必修第二册第一章磁场习题课一带电粒子在磁场、复合场中的运动课件,共56页。

    习题课一 带电粒子在磁场、复合场中的运动综合提能(一)  带电粒子在不同边界磁场中的运动【知识贯通】1.磁场边界的类型和特点(1)直线边界:进出磁场具有对称性,如图所示。(2)平行边界:存在临界条件,如图所示。(3)圆形边界:沿径向射入必沿径向射出,如图所示。2.与磁场边界的关系(1)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。(2)当速度v一定时,弧长越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。(3)当速率v变化时,圆心角越大,运动的时间越长。[典例1] 如图所示,在纸面内有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场,等边三角形ABC为两磁场的理想边界。已知三角形ABC边长为l,三角形内为方向垂直纸面向外的匀强磁场,三角形外部的足够大空间为方向垂直纸面向里的匀强磁场。一电荷量为+q、质量为m的带正电粒子从AB边中点P垂直AB边射入三角形外部磁场,不计粒子的重力和一切阻力。(1)要使粒子从P点射出后在最短时间内通过B点,则从P点射出时的速度v0为多大?(2)满足(1)问的粒子通过B后第三次通过磁场边界时到B点的距离是多少?(3)满足(1)问的粒子从P点射入外部磁场到再次返回到P点的最短时间为多少?画出粒子的轨迹并计算。带电粒子在有界磁场中运动问题的三步解题法(1)画轨迹:即确定圆心,几何方法画出半径及运动轨迹。(2)找联系:半径与磁感应强度、运动速度相联系,偏转角度与圆心角、运动时间相联系,在磁场中运动的时间与周期相联系。(3)用规律:即牛顿第二定律和圆周运动的规律,特别是周期公式、半径公式。2.真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为 (  )3.一个质量为m,电荷量为-q,不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)穿过第一象限所用的时间t。综合提能(二)  带电粒子在磁场中运动的多解问题【知识贯通】1.带电粒子的电性不确定形成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子,可能带正电,也可能带负电, 当粒子具有相同速度时,正、负粒子在磁场中运动轨迹不同, 导致多解。如图所示,带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场, 若带正电,其轨迹为a;若带负电,其轨迹为b。2.磁场方向的不确定形成多解 磁感应强度是矢量,如果题述条件只给出磁感应强度的大小,而未说明磁感应强度的方向,则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解。如图所示,带正电的粒子以速率v垂直进入匀强磁场,若B垂直纸面向里,其轨迹为a,若B垂直纸面向外,其轨迹为b。3.临界状态不唯一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞出有界磁场时,由于粒子运动轨 迹是圆弧状,因此,它可能穿过去了,也可能转过180°从入射 面边界反向飞出,如图所示,于是形成了多解。4.运动的往复性形成多解 带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时,运动往往具有往复性,从而形成多解,如图所示。[典例2] 在x轴上方有匀强电场,电场强度为E,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示。在x轴上有一点M,离O点距离为l,现有一带电荷量为+q的粒子,从静止开始释放后能经过M点,如果此粒子在y轴上静止释放,求其坐标应满足什么关系?(重力忽略不计)2.如图所示,在xOy平面内,y≥0的区域有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m、电荷量大小为q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60° 角方向以v0射入,粒子的重力不计,求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。综合提能(三)  带电粒子在组合场中的运动【知识贯通】1.组合场 电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或在同一区域,电场、磁场分时间段或分区域交替出现。2.分阶段运动 带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成。3.“电偏转”和“磁偏转”的比较续表[典例3] 如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带正电荷离子,在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在G处,而G处距A点为2d(AG⊥AC)。不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内。求:(1)此离子在磁场中做圆周运动的半径r;(2)离子从D处运动到G处所需时间;(3)离子到达G处时的动能。带电粒子在组合场中运动问题的分析思路【集训提能】1.(2022·广东高考)如图所示,一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域,两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场,并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中,可能正确的是 (  )解析:质子的运动轨迹在xOy平面内的投影为先做逆时针方向的匀速圆周运动,穿过MNPQ平面后再做顺时针方向的匀速圆周运动,故A正确,B错误;质子的运动轨迹在xOz平面的投影是一条与x轴平行的线段,故C、D错误。答案:A 如图所示,在第一象限内,存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场Ⅰ,第二象限内存在水平向右的匀强电场,第三、四象限内存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场Ⅱ。一质量为m,电荷量为+q的粒子,从x轴上M点以某一初速度垂直于x轴进入第四象限,在xOy平面内,以原点O为圆心做半径为R0的圆周运动;随后进入电场运动至y轴上的N点,沿与y轴正方向成45°角离开电场;在磁场Ⅰ中运动一段时间后,再次垂直于x轴进入第四象限。不计粒子重力。求:(1)带电粒子从M点进入第四象限时初速度的大小v0;(2)电场强度的大小E;(3)磁场Ⅰ的磁感应强度的大小B1。综合提能(四)  带电粒子在叠加场中的运动【知识贯通】1.叠加场 电场、磁场、重力场叠加,或其中某两场叠加。2.是否考虑粒子重力(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与静电力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,按题目要求处理。(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态确定是否要考虑重力。3.带电粒子在叠加场中的常见运动[典例4] (2022·湖南高考)如图,两个定值电阻的阻值分别为R1和R2,直流电源的内阻不计,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为d,板长为d,极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为m、带电量为+q的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘A点进入电容器,做匀速圆周运动,恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中,小球未与极板发生碰撞,重力加速度大小为g,忽略空气阻力。(2)带电小球在电磁场中运动轨迹如图所示。【集训提能】1.(2022·广东高考)(多选)如图所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上,下列说法正确的有(  )A.电子从N到P,电场力做正功B.N点的电势高于P点的电势C.电子从M到N,洛伦兹力不做功D.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力解析:过N点画一条与M、P平行的直线,即为等势线,由于沿电场线电势逐渐降低,所以φN>φP,故B正确;电子从N到P,电势能增大,电场力做负功,A错误;洛伦兹力不做功,故C正确;根据动能定理可知电子从M到P,电场力做功为零,电子在P点速度为零,则电子在M点与在P点均只受电场力作用,故D错误。答案:BC 2.如图所示,竖直放置的两块足够大的平 行金属板a、b间的 距离为d,a、b间匀强电场的电场强度大小为E,现有一电 荷量为q的带正电小球从a板下边缘以一定的初速度v0竖直 向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小与射入电场时 的速度大小相同,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入宽度也为d的矩形区域(矩形区域的上、下边界分别与金属板的上、下边缘平齐,边界c竖直),一段时间后,小球恰好从边界c的最下端P飞离矩形区域。已知矩形区域所加匀强电场的电场强度大小也为E、方向竖直向上,矩形区域所加匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向外,不计空气阻力,重力加速度大小为g。求:(1)小球的质量m及其射入电场时的速度大小v0;(2)矩形区域所加磁场的磁感应强度大小B及小球在ab、bc区域中运动的总时间t。综合提能(五)  磁场与现代科技【知识贯通】续表  [典例5] 如图所示为一速度选择器(滤速器)的原理图。K为电子枪,由枪中沿KA方向射出的电子,速度大小不一。当电子通过方向互相垂直的匀强电场和磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S。设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V,间距为d=5 cm,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T,问:(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是垂直纸面向外;(2)速度为多大的电子才能通过小孔S。速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件具有相同的特点,即在稳定状态时,电荷所受的洛伦兹力与电场力均等大反向。【集训提能】1. (多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD,下列说法中正确的是(  )A.电势差UCD仅与材料有关B.若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差UCD<0C.仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平解析:电势差UCD与磁感应强度B、材料有关,选项A错误;若霍尔元件的载流子是自由电子,由左手定则可知,电子向C侧面偏转,则电势差UCD<0,选项B正确;仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大,选项C正确;在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直且东西方向放置,选项D错误。答案:BC 2.如图所示,平行金属板M、N之间的距离为d,其中匀强磁场 的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,有带电荷量相同 的正、负离子组成的等离子束,以速度v沿着水平方向由左 端连续射入,电容器的电容为C,当S闭合且电路达到稳定状态后,平行金属板M、N之间的内阻为r,电容器的带电荷量为Q,则下列说法正确的是 (  )A.当S断开时,电容器的充电电荷量Q>CBdvB.当S断开时,电容器的充电电荷量Q=CBdvC.当S闭合时,电容器的充电电荷量Q=CBdvD.当S闭合时,电容器的充电电荷量Q>CBdv3.某污水处理厂为了测量和控制污水的流量(单位时间内通过管内横截面的流体的体积)设计了如图所示的横截面为长方形的一段管道,其长、宽、高分别为a、b、c,其两端与输送污水的管道相连(图中两侧虚线),管道上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,现在加上方向垂直于前后两面、磁感应强度为B的水平匀强磁场,当污水稳定地流过时,在此管道的上下两面连一个内阻为R的电流表,其示数为I,已知污水的电阻率为ρ,则其流量为 (  )

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        返回
        顶部
        Baidu
        map