高考物理一轮复习课件：第九单元-带电粒子在有界匀强磁场中的临界极值问题1.pptx

1、030201题型题型1题型题型3题型题型2目目 录录04题型题型405题型题型5带电粒子在有界匀强磁场中的临界极值问题题题型型简简述述直线边界磁场又分单边直线边界和双边平行直线边界。直线边界磁场又分单边直线边界和双边平行直线边界。单边直线边界如图甲、乙、丙所示单边直线边界如图甲、乙、丙所示，粒子进出磁场具，粒子进出磁场具有对称性；双边平行直线边界如图丁、戊所示，粒子有对称性；双边平行直线边界如图丁、戊所示，粒子进出磁场存在临界条件。进出磁场存在临界条件。方法方法突破突破(1)解决这类问题的解决这类问题的“三部曲三部曲”：画轨迹、找圆心、定：画轨迹、找圆心、定半径。半径。(2)常用方法常用方法对

2、称法：如果磁场边界是直线，那么粒子进入磁场对称法：如果磁场边界是直线，那么粒子进入磁场时速度与边界的夹角和射出磁场时速度和边界的夹角时速度与边界的夹角和射出磁场时速度和边界的夹角相等。相等。旋转平移法：当带电粒子进入磁场时的速率相同而旋转平移法：当带电粒子进入磁场时的速率相同而方向不同时，粒子运动轨迹的圆周半径是相同的，所方向不同时，粒子运动轨迹的圆周半径是相同的，所以可将圆周以入射点为转轴进行旋转或平移，从而探以可将圆周以入射点为转轴进行旋转或平移，从而探索出临界条件，这种方法称为索出临界条件，这种方法称为“旋转平移法旋转平移法”。放缩法：粒子源发射速度方向一定、大小不同的带放缩法：粒子源发

3、射速度方向一定、大小不同的带电粒子进入匀强磁场时，这些带电粒子在磁场中做匀电粒子进入匀强磁场时，这些带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径随速率的变化而变化，将半径速圆周运动的轨迹半径随速率的变化而变化，将半径放缩作轨迹，从而探索出临界条件，这种方法称为放缩作轨迹，从而探索出临界条件，这种方法称为“放缩法放缩法”。题题型型简简述述三角形磁场是指分布在三角形区域内的有界磁场，粒三角形磁场是指分布在三角形区域内的有界磁场，粒子的轨迹也是一段圆弧，由于三角形可以有等边三角子的轨迹也是一段圆弧，由于三角形可以有等边三角形、等腰三角形、直角三角形等不同类型，所以会有形、等腰三角形、直角三角形等不同类型

4、，所以会有不同的临界情景。不同的临界情景。方方法法突突破破解答该类问题主要把握以下两点：解答该类问题主要把握以下两点：(1)射入磁场的方式：射入磁场的方式：从某顶点射入。从某顶点射入。从某条边上某点从某条边上某点(如中点如中点)垂直垂直(或成某一角度或成某一角度)射入。射入。(2)射出点的判断：射出点的判断：其临界条件是判断轨迹可能与哪条边相切，进而判定其临界条件是判断轨迹可能与哪条边相切，进而判定出射点的可能位置。出射点的可能位置。题题型型简简述述圆形磁场是指分布在圆形区域内的有界磁场，带电粒子在圆圆形磁场是指分布在圆形区域内的有界磁场，带电粒子在圆形边界的匀强磁场中的轨迹也是一段不完整的圆

5、弧，由于此形边界的匀强磁场中的轨迹也是一段不完整的圆弧，由于此类问题涉及两个圆：粒子运动轨迹的圆与磁场区域的圆，能类问题涉及两个圆：粒子运动轨迹的圆与磁场区域的圆，能很好地考查学生的综合分析能力，是近年来高考的热点。很好地考查学生的综合分析能力，是近年来高考的热点。方方法法突突破破带电粒子在圆形有界磁场区域运动的几个特点：带电粒子在圆形有界磁场区域运动的几个特点：(1)若粒子沿着边界圆的某一半径方向进入磁场，则粒子离开若粒子沿着边界圆的某一半径方向进入磁场，则粒子离开磁场的速度的反向延长线一定过磁场区域的圆心磁场的速度的反向延长线一定过磁场区域的圆心(即沿着另一即沿着另一半径方向射出半径方向射

6、出)。(2)若粒子射入磁场时速度方向与入射点对应半径夹角为若粒子射入磁场时速度方向与入射点对应半径夹角为，则粒子射出磁场时速度方向与出射点对应半径夹角也为则粒子射出磁场时速度方向与出射点对应半径夹角也为。(3)若粒子做匀速圆周运动的半径等于磁场区域的半径，则有若粒子做匀速圆周运动的半径等于磁场区域的半径，则有如下两个结论：如下两个结论：当粒子从磁场边界上同一点沿不同方向进入磁场区域时，当粒子从磁场边界上同一点沿不同方向进入磁场区域时，粒子离开磁场时的速度方向一定平行。粒子离开磁场时的速度方向一定平行。当粒子以相互平行的速度从磁场边界上任意位置进入磁场当粒子以相互平行的速度从磁场边界上任意位置进

7、入磁场区域时，粒子会从同一点离开磁场区域。区域时，粒子会从同一点离开磁场区域。题型题型简述简述四分之一平面磁场是指分布在平面直角坐标系中四分之一平面磁场是指分布在平面直角坐标系中某一象限范围的有界磁场，带电粒子的轨迹只是某一象限范围的有界磁场，带电粒子的轨迹只是一部分圆弧，粒子轨迹与坐标轴相切或垂直是常一部分圆弧，粒子轨迹与坐标轴相切或垂直是常见的临界情况。见的临界情况。方法方法突破突破解决该类问题的关键是明确粒子射入解决该类问题的关键是明确粒子射入(射出射出)磁场磁场的位置坐标，及速度方向与坐标轴的夹角关系，的位置坐标，及速度方向与坐标轴的夹角关系，然后分析粒子做圆周运动的轨迹、圆心，寻找几然后分析粒子做圆周运动的轨迹、圆心，寻找几何关系求解问题。何关系求解问题。谢观看THANK YOU FOR WATCHING谢