高中物理 第3章 磁場(chǎng) 第6節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件 新人教版選修3-1.ppt

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第6節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),,(教師參考) 一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí),粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2.會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式,知道它們與哪些因素有關(guān) 3.了解質(zhì)譜儀、回旋加速器的工作原理,并以此為情景進(jìn)行有關(guān)問(wèn)題的分析、計(jì)算 過(guò)程與方法 1.通過(guò)洛倫茲力演示儀使學(xué)生知道帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2.利用圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析質(zhì)譜儀、回旋加速器的原理 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí),充分了解科技的巨大威力,體會(huì)科技的創(chuàng)新與應(yīng)用歷程,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的素養(yǎng),,二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的受力及運(yùn)動(dòng)分析 教學(xué)難點(diǎn) 解決帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 三、重難點(diǎn)突破方略 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)演示的突破方略 【實(shí)驗(yàn)設(shè)置】 先介紹洛倫茲力演示儀的工作原理.由電子槍發(fā)出的電子射線,可以使管內(nèi)的低壓水銀蒸氣發(fā)出輝光,顯示出電子的徑跡,電子射線的速度可以通過(guò)電子槍的加速電壓來(lái)調(diào)節(jié).勵(lì)磁線圈能產(chǎn)生垂直于電子射線的勻強(qiáng)磁場(chǎng),可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈的電流來(lái)改變勻強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱.,,【演示1】 不加磁場(chǎng)作用,并提問(wèn):電子射線的徑跡是什么形狀? 學(xué)生:電子射線的徑跡是直線. 【演示2】 調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈的電流,加垂直屏幕向外的磁場(chǎng),并提問(wèn):電子射線的徑跡是什么形狀? 學(xué)生:電子射線的徑跡變彎曲成圓形. 【演示3】 保持出射電子的速度不變,增大勵(lì)磁線圈的電流,并提問(wèn):磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小如何變化?電子射線的徑跡圓的半徑發(fā)生了什么變化?減小勵(lì)磁線圈的電流,并提問(wèn):磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小如何變化?電子射線的徑跡圓的半徑又發(fā)生了什么變化? 學(xué)生:增大勵(lì)磁線圈的電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,徑跡圓的半徑變小;減小勵(lì)磁線圈的電流,磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,徑跡圓的半徑變大. 教師:磁場(chǎng)越強(qiáng),徑跡的半徑越小.,,【演示4】 保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,增大電子槍的加速電壓,并提問(wèn):電子速度的大小如何變化?電子射線的徑跡圓的半徑發(fā)生了什么變化?減小電子槍的加速電壓,并提問(wèn):電子速度的大小如何變化?電子射線的徑跡圓的半徑又發(fā)生了什么變化? 學(xué)生:增大電子槍的加速電壓,電子速度增大,徑跡圓的半徑變大.減小電子槍的加速電壓,電子速度減小,徑跡圓的半徑變小. 教師:電子的出射速度越大,徑跡圓的半徑越大.,自主學(xué)習(xí),課堂探究,達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng),學(xué)科素養(yǎng),自主學(xué)習(xí) 課前預(yù)習(xí)感悟新知,,(教師參考) 情境鏈接一 回旋加速器 回旋加速器在高能物理及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上有廣泛的應(yīng)用.它的主要結(jié)構(gòu)是在磁極間的真空室內(nèi)有兩個(gè)半圓形的金屬扁盒(D形盒)隔開(kāi)相對(duì)放置,在兩個(gè)D形盒上加交變電壓,其間隙處產(chǎn)生交變電場(chǎng).置于中心的粒子源射出帶電粒子,受到電場(chǎng)加速,在D形盒內(nèi)僅受磁極間磁場(chǎng)的洛倫茲力,在垂直磁場(chǎng)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后,在磁場(chǎng)中繞行半圈,再一次進(jìn)入電場(chǎng)加速.經(jīng)過(guò)很多次加速,帶電粒子獲得很大的能量.,,1.回旋加速器中電場(chǎng)的作用是什么? 2.回旋加速器中磁場(chǎng)的作用是什么? 3.為了使帶電粒子能持續(xù)地被加速,在兩個(gè)D形盒上加交變電壓的周期與帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期必須有什么關(guān)系? 信息 1.帶電粒子在電場(chǎng)中加速,獲得能量. 2.帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)半圈后平行于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)中再一次被加速. 3.在兩個(gè)D形盒上加交變電壓的周期與帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期必須相等.,,情境鏈接二 如圖所示,太陽(yáng)發(fā)射出的帶電粒子以300～1 000 km/s的速度掃過(guò)太陽(yáng)系,形成了“太陽(yáng)風(fēng)”.這種巨大的輻射經(jīng)過(guò)地球時(shí),地球的磁場(chǎng)使這些帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn),避免了地球上的生命受到帶電粒子的輻射.當(dāng)“太陽(yáng)風(fēng)”的帶電粒子被地磁場(chǎng)拉向兩極時(shí),帶電粒子的軌跡為什么呈螺旋形?,信息 “太陽(yáng)風(fēng)”是高速粒子流,垂直射向地球的磁場(chǎng)時(shí),會(huì)受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn),繞地球而過(guò);在地球高緯度地方,“太陽(yáng)風(fēng)”與地磁場(chǎng)夾角較小,順著磁場(chǎng)勻速運(yùn)動(dòng),垂直磁場(chǎng)圓周運(yùn)動(dòng),從而呈螺旋形被拉向地球兩極.,教材梳理,一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 閱讀教材第99頁(yè)“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”部分,知道帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本特征,了解洛倫茲力的作用,會(huì)推導(dǎo)軌道半徑及周期公式. 1.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做 運(yùn)動(dòng).,勻速圓周,向心力,,軌道半徑,速度,想一想 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若粒子速度減小,則半徑如何變化?若磁感應(yīng)強(qiáng)度突然變大,則半徑如何變化?,答案:粒子速度減小,則半徑變小;磁感應(yīng)強(qiáng)度突然變大,則半徑變小.,二、質(zhì)譜儀 分析教材第100頁(yè)“例題”,了解質(zhì)譜儀中粒子通過(guò)了哪兩個(gè)主要區(qū)域,在這些區(qū)域中可使用什么物理規(guī)律. 1.原理圖:如圖所示,qU,qvB,,5.應(yīng)用:可以測(cè)定帶電粒子的質(zhì)量和分析 .,同位素,想一想 質(zhì)譜儀分析同位素的原理是什么?,三、回旋加速器 閱讀教材第101～102頁(yè)“回旋加速器”部分,知道回旋加速器的結(jié)構(gòu),了解磁場(chǎng)區(qū)域的作用、電場(chǎng)區(qū)域的作用及多次加速的原理. 1.構(gòu)造圖:如圖所示.,2.核心部件:兩個(gè)半圓金屬 . 3.原理:高頻交流電流的周期與帶電粒子在D形盒中的運(yùn)動(dòng)周期 .粒子每經(jīng)過(guò)一次加速,其軌道半徑就大一些,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 .,D形盒,相同,不變,想一想 隨著回旋加速器中帶電粒子速度的增加,縫隙處電勢(shì)差的正負(fù)改變是否越來(lái)越快,以便能使粒子在縫隙處剛好被加速?為什么?,自主檢測(cè),,答案:(1) (2) (3)√ (4),2.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.它所受的洛倫茲力是恒定不變的 B.它的速度是恒定不變的 C.它的速度與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比 D.它的運(yùn)動(dòng)周期與速度的大小無(wú)關(guān),,D,3.兩個(gè)粒子,帶電荷量相等,在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)( ) A.若速率相等,則半徑必相等 B.若質(zhì)量相等,則周期必相等 C.若動(dòng)能相等,則周期必相等 D.若質(zhì)量相等,則半徑必相等,,B,4.(多選)帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體電離,從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡.如圖所示是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的云室中觀察到的粒子的軌跡,a和b是軌跡上的兩點(diǎn),勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于紙面向里.該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí),其質(zhì)量和電荷量不變,而動(dòng)能逐漸減少,下列說(shuō)法正確的是( ) A.粒子先經(jīng)過(guò)a點(diǎn),再經(jīng)過(guò)b點(diǎn) B.粒子先經(jīng)過(guò)b點(diǎn),再經(jīng)過(guò)a點(diǎn) C.粒子帶負(fù)電 D.粒子帶正電,,解析:由于粒子的速度減小,所以軌道半徑不斷減小,所以選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由左手定則得粒子應(yīng)帶負(fù)電,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.,AC,課堂探究 核心導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)探究,要點(diǎn)一,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),【問(wèn)題導(dǎo)引】 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T會(huì)隨粒子速度變化而變化嗎?周期T與哪些因素有關(guān)?,【例1】 (2015全國(guó)新課標(biāo)理綜Ⅱ)(多選)有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是Ⅱ中的k倍,兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng).與Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的電子相比,Ⅱ中的電子( ) A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是Ⅰ中的k倍 B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍 C.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是Ⅰ中的k倍 D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與Ⅰ中的相等,,?思路探究?電子的運(yùn)動(dòng)半徑由什么關(guān)系得出?運(yùn)動(dòng)周期如何求出?,AC,,,(教師備用) 例1-1:已知質(zhì)子和α粒子的質(zhì)量之比m1∶m2=1∶4,電荷量之比q1∶q2=1∶2,兩種粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)相同的電壓加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),則這兩種粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之比Ek1∶Ek2= ,軌道半徑之比r1∶r2= ,周期之比T1∶T2= .,,,,ACD,,D,要點(diǎn)二,帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),【問(wèn)題導(dǎo)引】 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)如何根據(jù)軌跡找到粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心? 答案:在軌跡上找出兩點(diǎn),若兩點(diǎn)速度方向確定,則作兩速度方向的垂線,其交點(diǎn)即為圓心;若知其一點(diǎn)的速度方向,可做兩點(diǎn)連線的中垂線和另一點(diǎn)速度方向的垂線,交點(diǎn)即為圓心.,【要點(diǎn)歸納】 1.圓心的確定方法 (1)圓心一定在垂直于速度的直線上.如圖(甲)所示,已知入射點(diǎn)P和出射點(diǎn)M的速度方向,可通過(guò)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作速度的垂線,兩條直線的交點(diǎn)就是圓心. (2)圓心一定在弦的中垂線上.如圖(乙)所示,作P,M連線的中垂線,與其中一個(gè)速度的垂線的交點(diǎn)為圓心.,2.帶電粒子在不同邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (1)直線邊界[進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱(chēng)性,如圖(甲)],(2)平行邊界[存在臨界條件,如圖(乙)],(3)圓形邊界[沿徑向射入必沿徑向射出,如圖(丙)],,?思維導(dǎo)圖?,,規(guī)律方法 解決帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般方法 在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),著重把握“一找圓心,二求半徑,三定時(shí)間”的方法. (1)圓心的確定方法:兩線定一“心” ①圓心一定在垂直于速度的直線上. ②圓心一定在弦的中垂線上.,,(教師備用) 例2-1:(2016河南南陽(yáng)高二檢測(cè))如圖所示,在x軸上方有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子以初速度v從M點(diǎn)沿y軸正方向 射入,從x軸上的N點(diǎn)射出,射出時(shí)速度方向與x軸的負(fù)方向夾角為 θ,已知θ=30,N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為L(zhǎng),不計(jì)粒子重力. (1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;,,答案:見(jiàn)解析,,(2)若當(dāng)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí),在y軸右方再加一勻強(qiáng)電場(chǎng),使帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到x軸上的P點(diǎn)(未畫(huà)出)時(shí)速度方向與x軸的正方向夾角也為θ=30,求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向.,,答案:見(jiàn)解析,,例2-2:(2016山東淄博高二期末聯(lián)考)電視機(jī)顯像管原理如圖所示,初速度不計(jì)的電子經(jīng)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后,沿水平方向進(jìn)入有邊界的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.已知電子電荷量為e、質(zhì)量為m.若要求電子束的偏轉(zhuǎn)角為α,求磁場(chǎng)有限邊界的寬度L.,,,D,要點(diǎn)三,回旋加速器,【問(wèn)題導(dǎo)引】 1.回旋加速器主要由哪幾部分組成?回旋加速器中的磁場(chǎng)和電場(chǎng)分別起什么作用? 答案:回旋加速器主要有兩個(gè)D形盒以及垂直于D形盒的磁場(chǎng)和兩D形盒縫隙間的交流電源組成.磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子回旋,電場(chǎng)的作用是使帶電粒子加速. 2.對(duì)交流電源的周期有什么要求?帶電粒子獲得的最大動(dòng)能由哪些因素決定?,【例3】 回旋加速器是用來(lái)加速一群帶電粒子使它們獲得很大動(dòng)能的儀器,其核心部分是兩個(gè)D形金屬扁盒,兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接,以便在盒內(nèi)的狹縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng),使粒子每次穿過(guò)狹縫時(shí)都得到加速,兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圓心附近,若粒子源射出的粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子最大回旋半徑為Rmax.求: (1)粒子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng); (2)所加交變電流頻率及粒子角速度; (3)粒子離開(kāi)加速器時(shí)的最大速度及最大動(dòng)能.,,?思路探究?(1)回旋加速器的高頻交流電源周期如何確定? 答案:交流電源周期根據(jù)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期確定;兩者需相等. (2)帶電粒子被加速后的最大動(dòng)能由什么因素決定?,,解析:(1)帶電粒子在盒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),每次加速之后半徑變大.,,誤區(qū)警示 處理回旋加速器題目易出現(xiàn)的問(wèn)題 (1)誤認(rèn)為交變電壓的周期隨粒子軌跡半徑的變化而變化,實(shí)際上交變電壓的周期是不變的. (2)誤認(rèn)為粒子的最終能量與加速電壓的大小有關(guān),實(shí)際上,粒子的最終能量由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑?jīng)Q定,與加速電壓的大小無(wú)關(guān).,,BD,,,例3-2:如圖所示,以?xún)商摼€為邊界,中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場(chǎng),寬度為d,兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向里.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q、重力不計(jì)的帶電粒子,以初速度v1垂直邊界射入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),后進(jìn)入電場(chǎng)做勻加速運(yùn)動(dòng),然后第二次進(jìn)入磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),此后粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中交替運(yùn)動(dòng).已知粒子第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑是 第一次的二倍,第三次是第一次的三倍,以此類(lèi)推.求 (1)粒子第一次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的過(guò)程中靜電力所做的功W1.,,,(2)粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小En. (3)粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間tn.,,,針對(duì)訓(xùn)練3:回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng),使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示,要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能,可行的辦法是( ) A.只增大加速電壓 B.只減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 C.只增加周期性變化的電場(chǎng)的頻率 D.只增大D形金屬盒的半徑,,D,達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng) 隨堂演練檢測(cè)效果,1.洛倫茲力使帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列各圖中均標(biāo)有帶正電荷粒子的運(yùn)動(dòng)速度v,洛倫茲力F及磁場(chǎng)B的方向,虛線圓表示粒子的軌跡,其中可能出現(xiàn)的情況是( ),,解析:由于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力而指向圓心,速度v的方向必沿圓周的切線,由左手定則判斷可知選項(xiàng)A正確.,A,2.(2016惠州市高二期末)(多選)如圖所示為自左向右逐漸增強(qiáng)的磁場(chǎng),一不計(jì)重力的帶電粒子垂直射入其中,由于周?chē)鷼怏w的阻礙作用,其運(yùn)動(dòng)軌跡恰為一段半徑不變的圓弧PQ(粒子電荷量保持不變),則可判斷( ) A.粒子從P點(diǎn)射入 B.粒子所受洛倫茲力逐漸增大 C.粒子從Q點(diǎn)射入 D.粒子的動(dòng)能逐漸減小,,AD,3.(多選)質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具,它的構(gòu)造原理如圖所示,離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看為零),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),到達(dá)記錄它的照相底片P上,設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x,可以判斷( ) A.若離子束是同位素,則x越大,離子質(zhì)量越大 B.若離子束是同位素,則x越大,離子質(zhì)量越小 C.只要x相同,則離子質(zhì)量一定相同 D.只要x相同,則離子的比荷一定相同,,AD,4.(2016山東膠州市高二期末)如圖所示,在空間中存在垂直紙面向外,寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的粒子自下邊界的P點(diǎn)處以速度v沿與下邊界成θ=30角的方向垂直射入磁場(chǎng),恰能垂直于 上邊界射出,不計(jì)粒子重力,題中d,m,q,v均為已知量.則 (1)粒子帶何種電荷?,,解析:(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,粒子向上偏轉(zhuǎn),由左手定則可判斷粒子帶正電.,答案:(1)正電荷,(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少?,,學(xué)科素養(yǎng) 技能點(diǎn)撥規(guī)范解題,帶電粒子運(yùn)動(dòng)的多解和周期性問(wèn)題 帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由于多種因素的影響,使問(wèn)題形成多解,多解形成原因一般包含下述幾個(gè)方面: (1)帶電粒子電性不確定形成多解 受洛倫茲力作用的帶電粒子,可能帶正電荷,也可能帶負(fù)電荷,在相同的初速度下,正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同,導(dǎo)致形成多解. (2)磁場(chǎng)方向不確定形成多解 有些題目只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向.此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向.,(3)臨界狀態(tài)不唯一形成多解 帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí),由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀,因此,它可能穿過(guò)去了,可能轉(zhuǎn)過(guò)180從入射界面這邊反向飛出,如圖所示,于是形成多解. (4)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性形成多解 帶電粒子在部分是電場(chǎng)、部分是磁場(chǎng)空間運(yùn)動(dòng)時(shí),往往運(yùn)動(dòng)具有往復(fù)性,因而形成多解.,【以例試法】 如圖所示,在x軸上方有勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E;在x軸下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖所示,在x軸上有一點(diǎn)M,離O點(diǎn)距離為l.現(xiàn)有一質(zhì)量為m帶電荷量為+q的粒子,從靜止開(kāi)始釋放后能經(jīng)過(guò)M點(diǎn).求如果此粒子放在y軸上,其坐標(biāo)應(yīng)滿足什么關(guān)系?(重力忽略不計(jì)),方法點(diǎn)撥 此類(lèi)題正確分析并畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡圖是關(guān)鍵.并注意由于其運(yùn)動(dòng)的周期性,從而帶來(lái)多解(幾個(gè)解)的可能,不要僅考慮到n=1的特殊情況.,,答案:見(jiàn)解析,,AC,(教師參考) 課堂小結(jié),謝謝觀賞！,