优化方案2016_2017学年高中物理第6章磁吃电流和运动电荷的作用优化总结课件鲁科版选修3_1.ppt

第第6章磁场对电流和运动电荷的作用章磁场对电流和运动电荷的作用电电流流BILsin 运运动电动电荷荷qvBsin 所所谓电谓电偏偏转转与磁偏与磁偏转转是指分是指分别别利用利用电场电场和磁和磁场对场对运运动电动电荷施荷施加作用，从而控制其运加作用，从而控制其运动动方向，但方向，但电场电场和磁和磁场对电场对电荷的作用荷的作用特点不同，因此特点不同，因此这这两种偏两种偏转转有明有明显显的差的差别别.电偏转与磁偏转电偏转与磁偏转电电偏偏转转磁偏磁偏转转受力受力情况情况运运动动类类型型电场电场力力F电电qE，大，大小和方向都不小和方向都不变变洛洛伦兹伦兹力力F洛洛qvB，大小，大小不不变变，方向始，方向始终终和和v垂直垂直类类平抛运平抛运动动匀速匀速圆圆周运周运动动或匀速或匀速圆圆周运周运动动的一部分的一部分电电偏偏转转磁偏磁偏转转运运动动轨轨迹迹运动运动图示图示抛物抛物线线圆圆或或圆圆的一部分的一部分圆圆弧弧电电偏偏转转磁偏磁偏转转处处理理方法方法运运动动的的变变化化纵纵向偏移向偏移y和偏和偏转转角角要通要通过类过类平抛运平抛运动动的的规规律求解，律求解，即分解即分解为为水平方向的匀速水平方向的匀速直直线线运运动动和和竖竖直方向的匀直方向的匀加速直加速直线线运运动动纵纵向偏移向偏移y和偏和偏转转角角要要结结合合圆圆的几何关的几何关系通系通过对圆过对圆周运周运动动的的讨论讨论求解求解电场电场力与速度的力与速度的夹夹角越来角越来越小，越小，动动能不断增大，并能不断增大，并增大的越来越快增大的越来越快洛洛伦兹伦兹力不做功，力不做功，所以所以动动能不能不变变 如如图图所所示示，在在虚虚线线所所示示的的宽宽度度范范围围内内，用用场场强强为为E的的匀匀强强电电场场可可使使以以初初速速度度v0垂垂直直于于电电场场入入射射的的某某种种正正离离子子偏偏转转角角在在同同样样宽宽度度范范围围内内，若若改改用用方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场，使使该该离离子子穿穿过过磁磁场场区区域域的的偏偏转转角角度度也也为为，则则匀匀强强磁磁场场的的磁感磁感应应强强度大小度大小为为多少？多少？方法方法总结总结解解决决电电磁磁偏偏转转问问题题的的关关键键是是分分析析电电磁磁场场中中的的受受力力特特点点及及运运动动规规律律，电电偏偏转转需需要要用用类类平平抛抛的的规规律律求求解解，而而磁磁偏偏转转要要结结合合圆圆的几何关系通的几何关系通过圆过圆周运周运动动的的规规律解决律解决1几种常几种常见见的情形的情形带带电电粒粒子子垂垂直直匀匀强强磁磁场场的的方方向向进进入入有有界界磁磁场场，由由于于入入射射方方向向或或磁磁场场边边界界的的形形状状不不同同，造造成成它它在在磁磁场场中中运运动动的的圆圆弧弧轨轨道道不不同如同如图图是几种常是几种常见见情形：情形：带电粒子在有界磁场中的运动问题带电粒子在有界磁场中的运动问题2三个三个(圆圆心、半径、心、半径、时间时间)关关键键确定确定(1)圆圆心心的的确确定定：根根据据洛洛伦伦兹兹力力Fv，画画出出粒粒子子运运动动轨轨迹迹中中任任意意两两点点(一一般般是是入入射射点点和和出出射射点点)的的洛洛伦伦兹兹力力F的的方方向向，两两延延长长线线的交点即的交点即为圆为圆心心(2)半半径径的的确确定定：利利用用平平面面几几何何关关系系，如如勾勾股股定定理理、三三角角函函数数关系等，求出关系等，求出该圆该圆的可能半径的可能半径(或或圆圆心角心角)3极极值问题值问题常常借借助助半半径径R和和速速度度v(或或磁磁场场B)之之间间的的约约束束关关系系进进行行动动态态运运动动轨轨迹迹的的分分析析，确确定定轨轨迹迹圆圆和和边边界界的的关关系系，找找出出临临界界点点，求求解解极极值值 如如图图所所示示，左左右右边边界界分分别别为为PP、QQ的的匀匀强强磁磁场场的的宽宽度度为为d，磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里一一个个质质量量为为m、所所带带电电荷荷量量为为q的的微微观观粒粒子子，沿沿图图示示方方向向以以速速度度v0垂垂直直射射入入磁磁场场欲欲使使粒粒子子不不能能从从边边界界QQ射射出出，粒粒子子入入射射速度速度v0的最大的最大值值可能是可能是()BCB方法方法总结总结解解决决此此类类问问题题时时，找找到到粒粒子子在在磁磁场场中中做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的圆圆心心位位置置、半半径径大大小小,以以及及与与半半径径相相关关的的几几何何关关系系是是解解题题的的关关键键解决此解决此类问题时应类问题时应注意下列注意下列结论结论(1)刚刚好好穿穿出出或或刚刚好好不不能能穿穿出出磁磁场场的的条条件件是是带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中运运动动的的轨轨迹与迹与边边界相切界相切(2)当当以以一一定定的的速速率率垂垂直直射射入入磁磁场场时时，运运动动的的弧弧长长越越长长，圆圆心心角越大，角越大，则带电则带电粒子在有界磁粒子在有界磁场场中运中运动时间动时间越越长长