高中物理中的對稱性模型(編輯修改稿)
2025-07-04 23:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 所以正確選項為ACD。例3（2005年全國高考）如圖3所示，在一水平放置的平板MN的上方有勻強磁場，磁感應強度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里。許多質量為m帶電量為＋q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔O射入磁場區(qū)域。不計重力，不計粒子間的相互影響。下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中R＝。哪個圖是正確的？（ ）圖3【解析】：由于是許多質量為m帶電量為＋q的粒子，以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由孔O射入磁場區(qū)域。所以，重點是考慮粒子進入磁場的速度方向。在考慮時，想到速度方向在空間安排上是具有“空間對稱性”的，所以，本題就要在分析過程用到對稱性。①當粒子沿垂直MN的方向進入磁場時，由其所受到的“洛倫茲力”的方向可以知道，其作圓周運動的位置在左側。由“洛倫茲力”公式和圓周運動“向心力”公式可以得到：，解得R＝。所以，在左側可能會出現(xiàn)以O為一點的直徑為2R的半圓。②當粒子沿水平向右的方向進入磁場時，其應該在MN的上方作圓周運動，且另外的半圓將會出現(xiàn)在點O的左邊。直徑也是2R。③然后，利用對稱性，所有可能的軌跡將會涉及到以點O為轉動點，以2R為直徑從右掃到左的一片區(qū)域。即如圖4所示。例4. （2005上海高考）如圖1所示，帶電量為＋q的點電荷與均勻帶電薄板相距為2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心。若圖中b點處產(chǎn)生的電場強度為零，根據(jù)
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