福建省高考物理二輪專題總復(fù)習 專題6 第1課時 電場與磁場的比較課件

第第1 1課時課時 電場與磁場的比較電場與磁場的比較 專題六 電場與磁場 例1：(2010福建卷)物理學中有些問題的結(jié)論不一定必須通過計算才能驗證，有時只需要通過一定的分析就可以判斷結(jié)論是否正確如圖611所示為兩個彼此平行且共軸的半徑分別為R1和R2的圓環(huán)，兩圓環(huán)上的電荷量均為q(q0)，而且電荷均勻分布兩圓環(huán)的圓心O1和O2相距為2a， 連線的中點為O，軸線上的A點 在O點右側(cè)與O點相距為r(r0區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強度B=0.20T的勻強磁場，方向與xOy平面垂直向里在x軸上的P(10,0)點處有一放射源，在xOy平面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率為v= m/s的帶正電粒子，粒子的質(zhì)量為m= kg，粒子帶電量為q= C，不計粒子的重力，求：(1)帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑；(2)y軸上能被帶電粒子擊中的最低和最高位置；(3)擊中y軸正向最大值的粒子，在磁場中運動的時間圖6-1-5 193.2 10266.4 1051.0 10解：(1)洛倫茲力提供圓周運動向心力： 解得軌道半徑(2)放射源射出粒子速度大小相同，因此在磁場中軌道半徑相同，它們軌跡的圓心都在以P點為圓心，r=10cm為半徑的圓上，如圖所示2vqvBmr【解析】這類題目解題時要充分讀懂題中的信息，挖掘并充分利用已知條件，然后與圓周運動、幾何知識相結(jié)合，通過作圖進行解題 265196.4 101.0 10m0.10m3.2 100.2mvrqB擊中y軸正向最大值的粒子，在磁場中運動 的時間得2 mTqB12tT 當軌道圓心在O1處時，粒子打在y軸的最低點：y1=-r =-10cm當軌道圓心在O2處時，粒子打在y軸的最高點：(3)粒子在磁場中運動的周期222(2 )317.3cmyrrr263.14 6.4 103.14 10s3.2 1019 0.2mtqB- 此題是一道典型的帶電粒子在磁場中運動的問題，通常根據(jù)洛倫茲力不做功及圓周運動規(guī)律解題其思路及方法中應(yīng)注意圓周運動的圓心的確定： 利用洛倫茲力的方向永遠指向圓心的特點，只要找到圓周運動軌跡上兩個點的洛倫茲力的方向，其延長線的交點必為圓心 利用圓上弦的中垂線必過圓心的特點找圓心對于臨界軌跡的確定：對于臨界軌跡的確定： 若粒子速度大小不變，方向改變，可用旋轉(zhuǎn)軌跡圓的方法來確定臨界軌跡； 若粒子速度方向不變，大小改變，可用放大軌跡圓的方法來確定臨界軌跡 (2010廈門模擬)(多選)如圖616所示，寬h=2cm的有界勻強磁場的縱向范圍足夠大，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一群帶正電粒子從O點以相同的速率沿紙面不同方向進入磁場，若粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑均為r=5cm，則( ) A右邊界：4cmy4cm有粒子射出B右邊界：y4cm和y4cm有粒子射出C左邊界：y8cm有粒子射出D左邊界：0y8cm有粒子射出 圖6-1-6【解析】可根據(jù)粒子運動方向不同畫出一系列半徑相等的動態(tài)圓幫助分析，從而找到臨界和極值條件當粒子從O點沿y軸的負方向射入磁場，粒子從右邊界的下方射出當所作的動態(tài)圓與右邊界相切時，粒子從右邊界的最上方和左邊界的最上方射出，由幾何關(guān)系和勾股定理可知粒子射出的范圍為右邊界：-4cmy4cm， 左邊界：0y8cm.例4：圖617所示的真空管中，質(zhì)量為m，電荷量為e的電子從燈絲F出發(fā)，經(jīng)過電壓U1加速后沿中心線射入相距為d的兩平行金屬板B、C間的勻強電場中，通過電場后打到熒光屏上，設(shè)B、C間電壓為U2，B、C板長為l1，平行金屬板右端到熒光屏的距離為l2，求：(1)電子離開BC間勻強電場時的速度與進入時速度間的夾角(2)電子打到熒光屏上的位置偏離屏中心的距離 圖6-1-7【解析】電子在真空管中的運動可分為三段：從F出發(fā)在電壓U1作用下的加速運動；進入平行金屬板B、C間的勻強電場中做類平拋運動；飛離勻強電場到熒光屏間的勻速直線運動 電子離開勻強電場時豎直方向的速度vy為：21/1yeUvatmdv 電子離開電場時速度v2與進入電場時的速度v1夾 角為 (如圖)，則2 12 12111tan2yveU lU l=vUdmdv2 11=tan2U larcU d所以： (2)電子通過勻強電場時偏離中心線的位移 電子離開電場后，做勻速直線運動射到熒光屏上，豎直方向的位移 所以電子打到熒光屏上時，偏離中心線的距離為222212 1121111224eUlU lyatdm vU d2 1 2221tan2U l lylU d2 111221()22U llyyylU d