高考物理一轮复习课件 【备课 精讲 精研】第十章 磁场 第三讲 动态圆、磁聚焦和磁发散

第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散一、动态圆1.平移圆:速度大小一定，方向一定，入射点不同但在同一直线上轨迹圆圆心共线第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散一、动态圆1.平移圆:2.放缩圆:速度方向一定，大小不同。轨迹圆圆心共线第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散一、动态圆1.平移圆:2.放缩圆:3.旋转圆:速度大小一定，方向不同轨迹圆圆心共圆R思考：旋转圆遇到圆形边界磁场会有什么奇妙现象呢？+qm1.若圆周运动的半径r等于圆形区域R的半径会如何？vvvRRrr第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散R+qmvvvRRrr二、圆形区域的旋转圆1.r=R：边界上一点进入、平行离开磁场Rvvv第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散二、圆形区域的旋转圆+qm1.r=R：边界上一点进入、平行离开磁场平行进入磁场？汇聚于同一点Rvvv第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散二、圆形区域的旋转圆+qm1.r=R：边界上一点进入、平行离开磁场平行进入磁场？汇聚于同一点磁聚焦第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散二、圆形区域的旋转圆1.r=R：边界上一点进入、平行离开磁场平行进入磁场？汇聚于同一点磁聚焦R+qmvvvRRrr磁发散第3讲 动态圆、磁聚焦和磁发散二、圆形区域的旋转圆1.r=R：R+qm2.rR：rr过圆形区域直径时时间最长思考：在圆形区域中运动时间最长为多少？3.rR：过圆形区域直径时时间最长思考：离出发点距离最远的距离？3.rR：2r圆周运动的直径为最长距离思考：击中圆形区域边界的范围？RRC题型1平移圆问题类型(一)带电粒子在磁场中运动的动态圆问题60BD题型题型2放缩圆问题放缩圆问题例例3 边边长长为为L的的等等边边三三角角形形OAB区区域域内内有有垂垂直直纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场。在在纸纸面面内内从从O点点向向磁磁场场区区域域AOB各各个个方方向向瞬瞬时时射射入入质质量量为为m、电电荷荷量量为为q的的带带正正电电的的粒粒子子，所所有有粒粒子子的的速速率率均均为为v。如如图图所所示示，沿沿OB方方向向射射入入的的粒粒子子从从AB边边的的中中点点C射射出出，不不计计粒粒子子之之间间的的相相互互作作用用和和重重力力的的影影响响，已已知知sin 350.577。求求：(1)匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度的的大大小小；(2)带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中运运动动的的最最长长时时间间；(3)沿沿OB方方向向射射入入的的粒粒子子从从AB边边的的中中点点C射射出出时时，还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例。还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例。70题型题型3旋转圆问题旋转圆问题例例3 边边长长为为L的的等等边边三三角角形形OAB区区域域内内有有垂垂直直纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场。在在纸纸面面内内从从O点点向向磁磁场场区区域域AOB各各个个方方向向瞬瞬时时射射入入质质量量为为m、电电荷荷量量为为q的的带带正正电电的的粒粒子子，所所有有粒粒子子的的速速率率均均为为v。如如图图所所示示，沿沿OB方方向向射射入入的的粒粒子子从从AB边边的的中中点点C射射出出，不不计计粒粒子子之之间间的的相相互互作作用用和和重重力力的的影影响响，已已知知sin 350.577。求求：(1)匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度的的大大小小；(2)带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中运运动动的的最最长长时时间间；(3)沿沿OB方方向向射射入入的的粒粒子子从从AB边边的的中中点点C射射出出时时，还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例。还在磁场中运动的粒子占所有粒子的比例。70(3还在磁场中运动的粒子占所有粒子比例的一半还在磁场中运动的粒子占所有粒子比例的一半针针对对训训练练1.(多多选选)如如图图所所示示，在在一一等等腰腰直直角角三三角角形形ACD区区域域内内有有垂垂直直纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场，磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，一一质质量量为为m、电电荷荷量量为为q的的带带正正电电的的粒粒子子(重重力力不不计计)从从AC边边的的中中点点O垂垂直直于于AC边边射射入入该该匀匀强强磁磁场场区区域域，若若该该三三角角形形的的两两直直角角边边长长均均为为2l，则下列关于粒子运动的说法中正确的，则下列关于粒子运动的说法中正确的是是()ABD2.如如图图所所示示为为圆圆形形区区域域的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为B，方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里，边边界界跟跟y轴轴相相切切于于坐坐标标原原点点O。O点点处处有有一一放放射射源源，沿沿纸纸面面向向各各个个方方向向射射出出速速率率均均为为v的的某某种种带带电电粒粒子子，带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中做做圆圆周周运运动动的的半半径径是是圆圆形形磁磁场场区区域域半半径径的的两两倍倍。已已知知带带电粒子的质量为电粒子的质量为m、电荷量为、电荷量为q，不考虑带电粒子的重力。，不考虑带电粒子的重力。(1)推导带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；推导带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；(2)求带电粒子在磁场中的最大偏转角求带电粒子在磁场中的最大偏转角。r(2)r=2R=600类型类型(二二)磁聚焦和磁发散问题磁聚焦和磁发散问题题型题型1磁聚焦磁聚焦电电性性 相相同同的的带带电电粒粒子子平平行行射射入入圆圆形形有有界界匀匀强强磁磁场场，如如果果轨轨迹迹半半径径与与磁磁场场半半径径相相等等，则粒子从磁场边界上同一点射出，该则粒子从磁场边界上同一点射出，该点切点切线与入射方向平行，其轨迹如图线与入射方向平行，其轨迹如图。C例2(2022青岛模拟)(多选)如图所示，在xOy坐标系的第一象限中有一半径为r0.1 m的圆形磁场区域，磁感应强度B1 T，方向垂直纸面向里，该区域同时与x轴、y轴相切，切点分别为C、A。现有大量质量为11018 kg(重力不计)，电荷量大小为21010 C，速率均为2107 m/s的带负电的粒子从A处垂直磁场进入第一象限，速度方向与y轴夹角为，且0180，则下列说法正确的是()A粒子的轨迹圆和磁场圆的半径相等B这些粒子轨迹圆的圆心构成的圆和磁场圆的半径相等C部分粒子的运动轨迹可以穿越坐标系进入第二象限D粒子的轨迹可以覆盖整个磁场圆ABD针对训练1.如图所示，长方形abcd的长ad0.6 m，宽ab0.3 m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心、eb为半径的四分之一圆弧和以O为圆心、Od为半径的四分之一圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B0.25 T。一群不计重力、质量为m3107 kg、电荷量为q2103 C的带正电粒子，以速度v5102 m/s沿垂直ad方向垂直射入磁场区域，则下列判断正确的是()A从Od之间射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B从aO之间射入的粒子，出射点全部分布在ab边C从Od之间射入的粒子，出射点分布在ab边D从ad之间射入的粒子，出射点一定是b点D2如图所示，真空中有一半径r0.5 m的圆形磁场，与坐标原点相切，磁场的磁感应强度大小B2103 T，方向垂直于纸面向外，在x1 m和x2 m之间的区域内有一沿y轴正方向的匀强电场区域，电场强度E1.5103 N/C。在x3 m处有一垂直于x轴方向的足够长的荧光屏，从O点处向不同方向发射出速率相同、比荷q/m1109 C/kg 且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能从磁场最右侧的A点离开磁场，不计粒子重力及其相互作用，求：(1)沿y轴正方向射入磁场的粒子进入电场时的速度大小和粒子在磁场中的运动时间；(2)速度方向与y轴正方向成30角(如图中所示)射入磁场的粒子，离开磁场时的速度方向；(3)按照(2)中条件运动的粒子最后打到荧光屏上的位置坐标。(2)速度方向与y轴正方向成30角(如图中所示)射入磁场的粒子，离开磁场时的速度方向；(3)按照(2)中条件运动的粒子最后打到荧光屏上的位置坐标。V