物理備課資料 五 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 熱點(diǎn)剖析 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)

《物理備課資料 五 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 熱點(diǎn)剖析 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理備課資料 五 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 熱點(diǎn)剖析 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)（17頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、高考熱點(diǎn)剖析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周高考熱點(diǎn)剖析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)全全國國卷卷高高考考真真題題剖剖析析20152015年年卷卷,14,1420152015年年卷卷,19,1920162016年年卷卷,15,1520162016年年卷卷,18,18帶電粒子垂直進(jìn)帶電粒子垂直進(jìn)入兩方向平行、入兩方向平行、磁感應(yīng)強(qiáng)度不等磁感應(yīng)強(qiáng)度不等的相鄰勻強(qiáng)磁場(chǎng)的相鄰勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域區(qū)域, ,判斷軌道半判斷軌道半徑及角速度的變徑及角速度的變化情況化情況兩個(gè)速率相同的兩個(gè)速率相同的電子分別在兩個(gè)電子分別在兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域做勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域做圓周

2、運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng), ,已知磁已知磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)系感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)系, ,確確定軌道半徑、周定軌道半徑、周期、角速度、加期、角速度、加速度的倍數(shù)關(guān)系速度的倍數(shù)關(guān)系質(zhì)子和某一價(jià)正離子質(zhì)子和某一價(jià)正離子經(jīng)質(zhì)譜儀加速偏轉(zhuǎn)經(jīng)質(zhì)譜儀加速偏轉(zhuǎn), ,運(yùn)動(dòng)軌跡相同運(yùn)動(dòng)軌跡相同, ,但磁但磁感應(yīng)強(qiáng)度需增加到原感應(yīng)強(qiáng)度需增加到原來的來的1212倍倍, ,求離子和求離子和質(zhì)子質(zhì)量比質(zhì)子質(zhì)量比圓筒內(nèi)有勻強(qiáng)磁圓筒內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng), ,圓筒勻速轉(zhuǎn)過圓筒勻速轉(zhuǎn)過9090, ,帶電粒子從帶電粒子從筒上的小孔筒上的小孔M M進(jìn)進(jìn), ,從小孔從小孔N N出出, ,求帶求帶電粒子的比荷電粒子的比荷20162016年年卷卷,18,182017201

3、7年年卷卷,16,1620172017年年卷卷,18,1820172017年年卷卷,24,24正粒子以速度正粒子以速度v v與與OMOM成成3030向上向上射入射入, ,運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)軌跡與與ONON只有一個(gè)交只有一個(gè)交點(diǎn)點(diǎn), ,并從并從OMOM上另上另一點(diǎn)射出一點(diǎn)射出, ,求出求出射點(diǎn)到射點(diǎn)到O O點(diǎn)距離點(diǎn)距離空間存在豎直向上空間存在豎直向上 勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場(chǎng)向里勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,三個(gè)三個(gè)帶正電的微粒在復(fù)合帶正電的微粒在復(fù)合場(chǎng)中場(chǎng)中,a,a做勻速圓周運(yùn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng),b,b向右做勻速直線向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),c,c向左做勻速直向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng), ,求求a

4、,b,ca,b,c質(zhì)量質(zhì)量的關(guān)系的關(guān)系圓形區(qū)域內(nèi)存在圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,從從P P點(diǎn)點(diǎn)以相同的速率以相同的速率v v1 1和和v v2 2射入磁場(chǎng)的同種射入磁場(chǎng)的同種粒子出射點(diǎn)分布粒子出射點(diǎn)分布在六分之一圓周在六分之一圓周上和三分之一圓上和三分之一圓周上周上, ,求求v v2 2vv1 1空間存在垂直于空間存在垂直于xOyxOy平平面向里的磁場(chǎng)面向里的磁場(chǎng). .在在x0 x0區(qū)域區(qū)域, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B0 0;x0;x1).1).帶電粒子以帶電粒子以v v0 0從從O O沿沿x x軸軸正向射入磁場(chǎng)正向射入磁場(chǎng), ,到再次到再次沿沿x

5、x軸正向時(shí)軸正向時(shí), ,求粒子運(yùn)求粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間和到動(dòng)時(shí)間和到O O的距離的距離2mvr技技法法提提煉煉1.1.牢記一個(gè)原理牢記一個(gè)原理, ,萬變不離其宗萬變不離其宗: :洛倫茲力提供向心力洛倫茲力提供向心力, ,即即qvB= .qvB= .2.2.熟記兩個(gè)公式熟記兩個(gè)公式, ,解題快又準(zhǔn)解題快又準(zhǔn):r= ,T= .:r= ,T= . 注意注意: :對(duì)計(jì)算題對(duì)計(jì)算題, ,要寫出原理式要寫出原理式, ,不能直接用不能直接用 3.3.遇到難題多畫圖遇到難題多畫圖, ,數(shù)學(xué)知識(shí)能解決數(shù)學(xué)知識(shí)能解決. .4.4.幾個(gè)好用的結(jié)論幾個(gè)好用的結(jié)論, ,會(huì)用則用會(huì)用則用. .(1)(1)偏轉(zhuǎn)角等于圓心角偏轉(zhuǎn)角等

6、于圓心角. .(2)(2)圓形磁場(chǎng)徑向進(jìn)圓形磁場(chǎng)徑向進(jìn), ,徑向出徑向出. .(3)(3)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與圓形磁場(chǎng)的半徑相等粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與圓形磁場(chǎng)的半徑相等, ,粒子等速率平行直徑射入粒子等速率平行直徑射入, ,射出磁場(chǎng)時(shí)匯射出磁場(chǎng)時(shí)匯集一點(diǎn)集一點(diǎn); ;反之反之, ,則粒子從同一點(diǎn)等速率射入則粒子從同一點(diǎn)等速率射入, ,射出方向平行于直徑射出方向平行于直徑. .(4)(4)直線邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)直線邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,粒子以多大的角度射入粒子以多大的角度射入, ,會(huì)以多大的角度射出會(huì)以多大的角度射出. .(5)(5)求半徑求半徑, ,畫軌跡找圓心畫軌跡找圓心, ,構(gòu)造三角形是一般的解

7、題思路構(gòu)造三角形是一般的解題思路. .(6)(6)臨界問題找相切臨界問題找相切, ,多解問題勿忽略多解問題勿忽略. .常?？伎碱愵愋托?.1.帶電粒子在直線邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在直線邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng). .2.2.帶電粒子在正方形或三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在正方形或三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng). .3.3.帶電粒子在半圓形或圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在半圓形或圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng). .4.4.帶電粒子在兩個(gè)不同磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在兩個(gè)不同磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng). .mvqB2mqB【熱點(diǎn)集訓(xùn)熱點(diǎn)集訓(xùn)】1.1.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng) (2017(2017

8、內(nèi)蒙古模擬內(nèi)蒙古模擬)()(多選多選) )如圖所示的如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,從從O O點(diǎn)沿點(diǎn)沿OAOA方向垂直磁場(chǎng)發(fā)射兩個(gè)比荷相同的帶電粒子方向垂直磁場(chǎng)發(fā)射兩個(gè)比荷相同的帶電粒子, ,一粒子一粒子經(jīng)時(shí)間經(jīng)時(shí)間t t1 1到達(dá)直線到達(dá)直線OCOC上的上的P P點(diǎn)點(diǎn), ,其速率為其速率為v v1 1; ;另一粒子經(jīng)時(shí)間另一粒子經(jīng)時(shí)間t t2 2到達(dá)直線到達(dá)直線OCOC上的上的Q Q點(diǎn)點(diǎn), ,其速率為其速率為v v2 2. .不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用, ,則則( ( ) )A.vA.v1 1vv2 2B.vB.v1 1vv2 2C.tC.t1 1tt2

9、 2D.tD.t1 1=t=t2 2BD BD 2.2. 帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (2017(2017山東臨沂二模山東臨沂二模) )如圖所示如圖所示, ,半徑為半徑為R R的圓的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,兩個(gè)相同的帶正電粒子分別以速度兩個(gè)相同的帶正電粒子分別以速度v v1 1,v,v2 2從從A,CA,C兩點(diǎn)同時(shí)射入磁場(chǎng)兩點(diǎn)同時(shí)射入磁場(chǎng),v,v1 1,v,v2 2平行且平行且v v1 1沿直徑沿直徑AOBAOB方向方向.C.C點(diǎn)與直徑點(diǎn)與直徑AOBAOB的距的距離為離為 , ,兩粒子同時(shí)從磁場(chǎng)射出兩粒子同時(shí)從磁

10、場(chǎng)射出, ,從從A A點(diǎn)射入的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與初點(diǎn)射入的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間的夾角為速度方向間的夾角為6060. .不計(jì)粒子受到的重力不計(jì)粒子受到的重力, ,則則( ( ) )B B2R3.3. 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的極值問題帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的極值問題 (2017(2017河南許昌二模河南許昌二模) )如圖所示如圖所示, ,在直角三角形在直角三角形abcabc區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,a=60B,a=60,b=90,b=90, ,邊長邊長ab=L,ab=L,粒子源在粒子源

11、在b b點(diǎn)將帶負(fù)電的粒子以大小、方向點(diǎn)將帶負(fù)電的粒子以大小、方向不同的速度射入磁場(chǎng)不同的速度射入磁場(chǎng), ,已知粒子質(zhì)量均為已知粒子質(zhì)量均為m m、電荷量均為、電荷量均為q,q,則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的粒子中間最長的粒子中, ,速度的最大值是速度的最大值是( ( ) )D DC C 5.5. 電磁技術(shù)的應(yīng)用電磁技術(shù)的應(yīng)用 (2017(2017河北衡水模擬河北衡水模擬) )“太空粒子探測(cè)器太空粒子探測(cè)器”是由加速、偏是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成轉(zhuǎn)和收集三部分組成, ,其原理可簡化如下其原理可簡化如下: :如圖如圖( (甲甲) )所示所示, ,輻射狀的加速電場(chǎng)區(qū)輻射狀的加速電場(chǎng)區(qū)域

12、邊界為兩個(gè)同心平行半圓弧面域邊界為兩個(gè)同心平行半圓弧面, ,圓心為圓心為O,O,外圓弧面外圓弧面ABAB的半徑為的半徑為L,L,電勢(shì)為電勢(shì)為1 1, ,內(nèi)內(nèi)圓弧面圓弧面CDCD的半徑為的半徑為 , ,電勢(shì)為電勢(shì)為2 2. .足夠長的收集板足夠長的收集板MNMN平行邊界平行邊界ACDB,OACDB,O到到MNMN板的距板的距離離OPOP為為L.L.假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q的帶正電粒子的帶正電粒子, ,它們能均勻地它們能均勻地吸附到吸附到ABAB圓弧面上圓弧面上, ,并被加速電場(chǎng)從靜止開始加速并被加速電場(chǎng)從靜止開始加速, ,不計(jì)粒子間的相互作用和

13、不計(jì)粒子間的相互作用和其他星球?qū)αＷ右Φ挠绊懫渌乔驅(qū)αＷ右Φ挠绊? .(1)(1)求粒子到達(dá)求粒子到達(dá)O O點(diǎn)時(shí)速度的大小點(diǎn)時(shí)速度的大小; ;2L答案答案: :見解析見解析 (2)(2)如圖如圖( (乙乙) )所示所示, ,在邊界在邊界ACDBACDB和收集板和收集板MNMN之間加一個(gè)半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)之間加一個(gè)半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,圓心圓心為為O,O,半徑為半徑為L,L,磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi), ,則發(fā)現(xiàn)從則發(fā)現(xiàn)從ABAB圓弧面收集到的粒子有圓弧面收集到的粒子有 能能打到打到MNMN板上板上( (不考慮過邊界不考慮過邊界ACDBACDB的粒子再次返回的粒子再次返回),),求所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小求所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小; ;23答案答案: :見解析見解析(3)(3)同上問同上問, ,從從ABAB圓弧面收集到的粒子經(jīng)圓弧面收集到的粒子經(jīng)O O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后均不能到達(dá)收集板點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后均不能到達(dá)收集板MN,MN,求求磁感應(yīng)強(qiáng)度所滿足的條件磁感應(yīng)強(qiáng)度所滿足的條件. .答案答案: :見解析見解析