2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專(zhuān)題系列之熱點(diǎn)專(zhuān)題突破 專(zhuān)題50 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題學(xué)案.doc
《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專(zhuān)題系列之熱點(diǎn)專(zhuān)題突破 專(zhuān)題50 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題學(xué)案.doc》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專(zhuān)題系列之熱點(diǎn)專(zhuān)題突破 專(zhuān)題50 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題學(xué)案.doc(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
突破50 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題 由于帶電粒子往往是在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),粒子在磁場(chǎng)中只運(yùn)動(dòng)一段圓弧就飛出磁場(chǎng)邊界,其軌跡不是完整的圓,因此,此類(lèi)問(wèn)題往往要根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡作相關(guān)圖去尋找?guī)缀侮P(guān)系,分析臨界條件,然后應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和相應(yīng)物理規(guī)律分析求解. 1.臨界條件的挖掘 (1)剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切。 (2)當(dāng)速率v一定時(shí),弧長(zhǎng)(或弦長(zhǎng))越長(zhǎng),圓心角越大(前提條件是劣弧),則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)。 (3)當(dāng)速率v變化時(shí),軌跡圓心角越大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。 (4)當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡圓半徑大于圓形磁場(chǎng)半徑時(shí),則以磁場(chǎng)直徑的兩端點(diǎn)為入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的軌跡對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角最大。 2.不同邊界磁場(chǎng)中臨界條件的分析 (1)平行邊界:常見(jiàn)的臨界情景和幾何關(guān)系如圖所示。 (2)矩形邊界:如圖所示,可能會(huì)涉及與邊界相切、相交等臨界問(wèn)題。 (3)三角形邊界:如圖所示是正△ABC區(qū)域內(nèi)某正粒子垂直AB方向進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子臨界軌跡示意圖。粒子能從AB間射出的臨界軌跡如圖甲所示,粒子能從AC間射出的臨界軌跡如圖乙所示。 3. 審題技巧 許多臨界問(wèn)題,題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”等詞語(yǔ)對(duì)臨界狀態(tài)給以暗示.審題時(shí),一定要抓住這些特定的詞語(yǔ)挖掘其隱藏的規(guī)律,找出臨界條件. 【典例1】如圖所示,垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi),O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)。一個(gè)帶正電的粒子僅在磁場(chǎng)力的作用下,從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi),經(jīng)過(guò)時(shí)間t0后剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)?,F(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30角的方向,以大小不同的速率射入正方形內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從cd邊射出磁場(chǎng) B.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從ad邊射出磁場(chǎng) C.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從bc邊射出磁場(chǎng) D.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從ab邊射出磁場(chǎng) 【答案】 AC 【解析】 如圖所示, 【典例2】放置在坐標(biāo)原點(diǎn)O的粒子源,可以向第二象限內(nèi)放射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,帶電粒子的速率均為v,方向均在紙面內(nèi),如圖8-2-14所示.若在某區(qū)域內(nèi)存在垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(垂直紙面向外),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則這些粒子都能在穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)后垂直射到垂直于x軸放置的擋板PQ上,求: (1)擋板PQ的最小長(zhǎng)度; (2)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積. 【答案】 (1) (2) 【解析】 (1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R,由牛頓第二定律得qvB=,即R= 【跟蹤短訓(xùn)】 1. 在xOy平面上以O(shè)為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,從原點(diǎn)O以初速度v沿y軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t后經(jīng)過(guò)x軸上的P點(diǎn),此時(shí)速度與x軸正方向成θ角,如圖8-2-24所示.不計(jì)重力的影響,則下列關(guān)系一定成立的是( ). A.若r<,則0<θ<90 B.若r≥,則t≥ C.若t=,則r= D.若r=,則t= 【答案】 AD 【解析】 帶電粒子在磁場(chǎng)中從O點(diǎn)沿y軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),圓心一定在垂直于速度的方向上,即在x軸上,軌道半徑R=.當(dāng)r≥時(shí),P點(diǎn)在磁場(chǎng)內(nèi),粒子不能射出磁場(chǎng)區(qū),所以垂直于x軸過(guò)P點(diǎn),θ最大且為90,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為半個(gè)周期,即t=;當(dāng)r<時(shí),粒子在到達(dá)P點(diǎn)之前射出圓形磁場(chǎng)區(qū),速度偏轉(zhuǎn)角φ在大于0、小于180范圍內(nèi),如圖所示, 能過(guò)x軸的粒子的速度偏轉(zhuǎn)角φ>90,所以過(guò)x軸時(shí)0<θ<90,A對(duì)、B錯(cuò);同理,若t=,則r≥,若r=,則t等于,C錯(cuò)、D對(duì). 2. 如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.15 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在半徑為R=0.10 m的圓形區(qū)域內(nèi),圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O,右端跟很大的熒光屏MN相切于x軸上的A點(diǎn)。置于原點(diǎn)的粒子源可沿x軸正方向以不同的速度射出帶正電的粒子流,粒子的重力不計(jì),比荷=1.0108 C/kg。 (1)請(qǐng)判斷當(dāng)粒子分別以v1=1.5106 m/s和v2=0.5106 m/s的速度射入磁場(chǎng)時(shí),能否打到熒光屏上; (2)要使粒子能打在熒光屏上,求粒子的速度v0的大小應(yīng)滿(mǎn)足的條件; (3)若粒子的速度v0=3.0106 m/s,且以過(guò)O點(diǎn)并垂直于紙面的直線(xiàn)為軸,將圓形磁場(chǎng)逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90,求此過(guò)程中粒子打在熒光屏上離A的最遠(yuǎn)距離。 【答案】 (1)速度為v1時(shí),能 速度為v2時(shí),不能 (2)v0>1.5106 m/s (3)0.15 m 【解析】 (1)粒子以不同速度射入磁場(chǎng)的軌跡如圖甲所示, 同理,當(dāng)粒子的速度為v2時(shí), 解得r2=R- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專(zhuān)題系列之熱點(diǎn)專(zhuān)題突破 專(zhuān)題50 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題學(xué)案 2019 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 專(zhuān)題 系列 熱點(diǎn) 突破 50 帶電 粒子 磁場(chǎng) 運(yùn)動(dòng) 臨界 極值
鏈接地址:http://m.appdesigncorp.com/p-3909021.html