《高考物理二輪復習 難點突破8 畫軌跡、定圓心、求半徑、求時間 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理二輪復習 難點突破8 畫軌跡、定圓心、求半徑、求時間 新人教版（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、高考物理二輪復習 難點突破8 畫軌跡、定圓心、求半徑、求時間 新人教版
1．圓心的確定
過圓周上不在同一條直徑上的兩點作速度方向的垂線，兩垂線的交點即為圓心，或者過圓周上某一點作速度的垂線，該垂線與某條弦(該弦不與速度垂線垂直)的垂直平分線的交點也是圓心．如圖解1.
2．半徑的確定和計算
計算軌道半徑的兩條途徑：
①幾何途徑：利用平面幾何關系，一般是利用三角函數(shù)解直角三角形；
②物理途徑：利用牛頓第二定律，帶電粒子只受洛倫茲力時，由牛頓第二定律得qvB＝m，求得半徑R＝.
3．運動時間的確定
t＝·T或t＝，其中α為粒子在勻強磁場中轉過的圓心角，因此其關鍵是圓心角α的確
2、定，如圖解2：
①粒子轉過的圓心角α等于粒子速度的偏轉角φ，即α＝φ；
②粒子轉過的圓心角α等于AB弦與切線夾角(弦切角)θ的兩倍，即α＝2θ.
4．注意圓周運動中有關對稱的規(guī)律
(1)從直線邊界射入勻強磁場的粒子，從同一邊界射出時，速度方向與邊界的夾角相等，如圖①、②、③所示．
(2)在圓形磁場區(qū)域內，沿半徑方向射入的粒子，必沿半徑方向射出，如圖④所示．
【典例】 電子質量為m、電荷量為q，以速度v0與x軸成θ角射入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后落在x軸上的P點，如圖所示，求：
(1)OP的長度；
(2)電子由O點射入到落在P點所需的時間t.
【解析】
(
3、1)過O點和P點作速度方向的垂線，兩線交點C即為電子在磁場中做勻速圓周運動的圓心，如圖所示，則可知OP＝2Rsinθ
由洛倫茲力提供向心力得
Bqv0＝m
聯(lián)立得OP＝sinθ.
(2)由圖可知：2θ＝ωt＝t
又因為T＝ 聯(lián)立得t＝.
【答案】 (1)sinθ (2)
如圖所示，邊界OA與OC之間分布有垂直紙面向里的勻強磁場，邊界OA上有一粒子源S.某一時刻，粒子源S向平行于紙面的各個方向發(fā)射出大量帶正電荷的同種粒子(不計粒子的重力及粒子間的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，經過一段時間有大量粒子從邊界OC射出磁場．已知∠AOC＝60°，從邊界OC射出的粒子在磁場中運動
4、的最短時間等于(T為粒子在磁場中運動的周期)，則從邊界OC射出的粒子在磁場中運動的最長時間為( )
A. B.
C. D.
解析：
首先判斷出從邊界OC射出磁場的粒子做逆時針圓周運動．由于所有粒子的速度大小都相同，故弧長越小，粒子在磁場中運動時間就越短；過S作OC的垂線SD，可知粒子軌跡過D點時在磁場中運動時間最短，根據(jù)最短時間為，結合幾何知識可得粒子做圓周運動的半徑等于SD(如圖所示)；由于粒子是沿逆時針方向運動，故沿SA方向射入磁場的粒子在磁場中運動的時間最長，根據(jù)幾何知識易知此粒子在磁場中運動軌跡恰為半圓，故粒子在磁場中運動的最長時間為.
答案：B
如圖
5、所示，在某空間實驗室中，有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大反向的勻強磁場，磁感應強度B＝0.10 T，磁場區(qū)域半徑r＝ m，左側區(qū)圓心為O1，磁場垂直紙面向里；右側區(qū)圓心為O2，磁場垂直紙面向外．兩區(qū)域切點為C，今有質量m＝3.2×10－26 kg，帶電荷量q＝1.6×10－19 C的某種離子，從左側區(qū)邊緣的A點以速度v＝1×106 m/s、正對O1的方向垂直磁場射入，它將穿越C點后再從右側區(qū)穿出．求：
(1)該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間；
(2)離子離開右側區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側移距離為多大？(側移距離指垂直初速度方向上移動的距離)
解析：(1)離子在磁場中做勻速圓周運動，在左右兩區(qū)域的運動軌跡是對稱的，如圖所示，設軌跡半徑為R，圓周運動的周期為T.
由洛倫茲力提供向心力得qvB＝m，而T＝
所以R＝，T＝
代入數(shù)值得R＝2 m，T＝4π×10－6 s
由軌跡圖知tanθ＝＝，則θ＝30°
則全段運動時間為t＝2××T＝
代入數(shù)值得t＝4.19×10－6 s.
(2)在圖中過O2向AO1的延長線作垂線，由幾何關系及軌跡對稱關系得側移距離為d＝2rsin2θ＝2 m.
答案：(1)4.19×10－6 s (2)2 m
高考物理二輪復習 難點突破8 畫軌跡、定圓心、求半徑、求時間 新人教版
