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        首页 高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考点例析:考点八 带电粒子在匀强磁场…

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考点例析:考点八 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动.ppt

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考…

        简介:本文档为《高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考点例析:考点八 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动ppt》,可适用于人文社科领域

        题型特点  带电粒子在匀强磁场中的?#20154;?#22278;周运动的运动规律及各物理量的确定、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题分析是近几年高考考查的重点和热点。解题方略()对带电粒子在匀强磁场中做?#20154;?#22278;周运动的求解关键是画出?#20154;?#22278;周运动的轨迹?#39029;?#22278;心及相应的半径从而找到圆弧所对应的圆心角。()由运动轨迹找圆心进而确定轨道半径的方法是:粒子在?#25105;?#20004;处的洛伦兹力延长线一定交于圆心由圆心和轨迹并结合几何知识可确定轨道半径这是研究带电粒子在匀强磁场中做?#20154;?#22278;周运动的重要方法。()确定粒子在有界磁场中运动的时间首先确定运动圆弧所对应的圆心角theta再根据t=T计算。eqf(theta,pi)例证 (middot山东高考)如?#25216;?#25152;示相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区磁场方向垂直纸面向里在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ两极板中心各有一小孔S、S两极板间电压的变化规律如?#23478;?#25152;示正反向电压的大小均为U周期为T。在t=时刻将一个质?#35838;猰、电?#35838;璹(q)的粒子由S静止释放粒子在电场力的作用下向右运动在t=eqf(T,)时刻通过S垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力不考虑极板外的电场)图()求粒子到达S时的速度大小v和极板间距d。()为使粒子不与极板相撞求磁感应强度的大小应满足的条件。()若已保证了粒子?#20174;?#26497;板相撞为使粒子在t=T时刻再次到达S且速度恰好为零求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。解析 ()粒子由S至S的过程根据动能定理得qU=eqf(,)mv①由①式得v=eqr(f(qU,m))②设粒子的加速度大小为a由牛顿第二定律得qeqf(U,d)=ma③由运动学公式得d=eqf(,)a(eqf(T,))④联立③④式得d=eqf(T,)eqr(f(qU,m))⑤()设磁感应强度大小为B粒子在磁场中做?#20154;?#22278;周运动的半径为R由牛顿第二定律得qvB=meqf(v,R)⑥要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞须满足Reqf(L,)⑦联立②⑥⑦式得Beqf(,L)eqr(f(mU,q))⑧()设粒子在两边界之间无场区向左?#20154;?#36816;动的过程用时为t有d=vt⑨联立②⑤⑨式得t=eqf(T,)⑩若粒子再次到达S时速度恰好为零粒子回到极板间应做匀减速运动设匀减速运动的时间为t根据运动学公式得d=eqf(v,)t?联立⑨⑩?式得t=eqf(T,)?设粒子在磁场中运动的时间为tt=T-eqf(T,)-t-t?联立⑩??式得t=eqf(T,)?设粒子在匀强磁场中做?#20154;?#22278;周运动的周期为T由⑥式结合运动学公式得T=eqf(pim,qB)?由题意可知T=t?联立???式得B=eqf(pim,qT)?答案 见解析eqavsal(针对?#30423;?.(middot?#19981;?#39640;考)如图所示圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场一个带电粒子?#36816;?#24230;v从A点沿直径AOB方向射入磁场经过Deltat时间从C点射出磁场OC与OB成deg角。现将图带电粒子的速度变为eqf(v,)仍从A点沿原方向射入磁场不计重力则粒子在磁场中的运动时间变为(  )Aeqf(,)DeltatB.DeltatCeqf(,)DeltatD.Deltat答案:B解析:设电子粒子?#36816;?#24230;v进入磁场做圆周运动圆心为O半径为r则根据qvB=eqf(mv,r)得r=eqf(mv,qB)根据几何关?#26723;胑qf(R,r)=taneqf(phi,)且phi=deg当带电粒子以eqf(,)v的速度进入时轨道半径r=eqf(mmiddotf(,)v,qB)=eqf(mv,qB)=eqf(,)r圆心在O则eqf(R,r)=taneqf(phi,)。即taneqf(phi,)=eqf(R,r)=eqf(R,r)=taneqf(phi,)=eqr()。故eqf(phi,)=degphi=deg带电粒子在磁场中运动的时间t=eqf(phi,deg)T所以eqf(Deltat,Deltat)=eqf(phi,phi)=eqf(,)即Deltat=Deltat=Deltat故选项B正确选项A、C、D错误。.(middot广东高考)质量和电量都相等的带电粒子M和N?#22278;?#21516;的速率经小孔S垂直进入匀强磁场运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是(  )图A.M带负电N带正电B.M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间.(middot新课标全国卷)如图在区域Ⅰ(lexled)和区域Ⅱ(dxled)内分别存在匀强磁场磁感应强度大小分别为B和B方向相反且都垂直于Oxy平面。一质?#35838;猰、带电荷量q(q)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域Ⅰ其速?#30830;?#21521;沿x轴正向。已知a在离开区域Ⅰ时速?#30830;?#21521;与x轴正向的夹角为deg此时另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射入区域Ⅰ其速度大小是a的。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求图()粒子a射入区域Ⅰ时速度的大小()当a离开区域Ⅱ时a、b两粒子的y坐标之差。解析:()设粒子a在Ⅰ内做?#20154;?#22278;周运动的圆心为C(在y轴上)半径为Ra粒子速率为va运动轨迹与两磁场区域边界的交点为Pprime如图。由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得qvaB=meqf(voal(a),Ra)①由几何关?#26723;胊ngPCPprime=theta②Ra=eqf(d,sintheta)③式中theta=deg。由①②③式得va=eqf(dqB,m)④()设粒子a在Ⅱ内做圆周运动的圆心为Oa半径为Ra射出点为Pa(图中未画出轨迹)angPprimeOaPa=thetaprime。由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得qava(B)=meqf(voal(a),Ra)⑤由①⑤式得Ra=eqf(Ra,)⑥C、Pprime和Oa三点共线且由⑥式知Oa点必位于x=eqf(,)d⑦的平面上。由对称性知Pa点与Pprime点纵坐标相同即yPa=Racostheta+h⑧式中h是C点的y坐标。设b在Ⅰ中运动的轨道半径为Rb由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得q(eqf(va,))B=eqf(m,Rb)(eqf(va,))⑨设a到达Pa点时b位于Pb点转过的角度为alpha。如果b没有飞出Ⅰ则eqf(t,Ta)=eqf(thetaprime,pi)⑩eqf(t,Tb)=eqf(alpha,pi)?式中t是a在区域Ⅱ中运动的时间而Ta=eqf(piRa,va)?Tb=eqf(piRb,va)?由⑤⑨⑩???式得alpha=deg?由①③⑨?式可见b没有飞出Ⅰ。Pb点的y坐标为yPb=Rb(+cosalpha)+h?由①③⑧⑨??式及题给条件得a、b两粒子的y坐标之差为yPa-yPb=eqf(,)(eqr()-)d?答案:()eqf(dqB,m) ()eqf(,)(eqr()-)d

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