專(zhuān)題09磁場(chǎng)與帶電粒子在磁場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-20xx年高考物理備考易錯(cuò)點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)復(fù)習(xí)-資料下載頁(yè)
2025-11-17 00:20本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I. 下列說(shuō)法正確的是(). 將線圈架在兩個(gè)金屬支架之間，線圈平面位于豎直面內(nèi)，永磁鐵置于線圈下方。水平方向的安培力而轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過(guò)一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；若將左轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，這樣當(dāng)線圈在圖示位置時(shí)，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。徑R＝mvqB，設(shè)A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為R和Rcos30°求帶電粒子到達(dá)x軸時(shí)的橫坐標(biāo)范圍和帶電粒子到達(dá)x軸前運(yùn)動(dòng)時(shí)間的范圍；磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小值時(shí)，粒子能否從處射出？
【正文】 點(diǎn) 高考在本考點(diǎn)的命題關(guān)注帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算，根據(jù)題意畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用數(shù)學(xué)關(guān)系求解是常用方法． 2．解題的常見(jiàn)誤區(qū)及提醒 (1)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的電性分析錯(cuò)誤，而造成洛倫茲力 方向的錯(cuò)誤． (2)左、右手定則混淆出現(xiàn)洛倫茲力方向錯(cuò)誤． 易錯(cuò)起源 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 例 (2021 全國(guó)乙卷 T15)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖 10所示，其中加速電壓恒定．質(zhì)子在入口處從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開(kāi)磁場(chǎng)．若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開(kāi)始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開(kāi)磁場(chǎng)，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的 12倍．此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為 ( ) 圖 10 A． 11 B． 12 C． 121 D． 144 【答案】 D 【解析】帶電粒子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有 qU＝ 12mv2，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，其半徑r＝ mvqB，由以上兩式整理得： r＝ 1B 2mUq .由于質(zhì)子與一價(jià)正離子的電荷量相同， B1∶ B2＝ 1∶12 ，當(dāng)半徑相等時(shí)，解得： m2m1＝ 144，選項(xiàng) D正確． 【變式探究】如圖 11所示，一半徑為 R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面 (紙面 )．在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為 m、電荷量為 q的粒子沿圖中直線在圓上的 a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的 b 點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域，離開(kāi)時(shí)速度方向與直線垂直．圓心 O 到直線的距離為 ，同一粒子以同樣速度沿直線在 a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在 b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域．若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。? 圖 11 【解析】 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)圓周的半徑為 r， 由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 qvB＝ mv2r ① 式中 v為粒子在 a點(diǎn)的速度． 過(guò) b點(diǎn)和 O點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于 c和 d點(diǎn)．由幾何關(guān)系知，線段 ac 、 bc 和過(guò)a、 b兩點(diǎn)的 再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E，粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)．設(shè)其加速度大小為 a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得 qE＝ ma ⑥ 粒子在電場(chǎng)方向和直線方向所走的距離均為 r，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 r＝ 12at2 ⑦ r＝ vt ⑧ 式中 t是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．聯(lián)立 ①⑤⑥⑦⑧ 式得 E＝ 14qRB25m . ⑨ 【答案】 14qRB25m 【名師點(diǎn)睛】 1．高考考查特點(diǎn) 本考點(diǎn)的高考命題主要考查帶電粒子 “ 電偏轉(zhuǎn) ” 、 “ 磁偏轉(zhuǎn) ” 問(wèn)題，常會(huì)結(jié)合回旋加速器、質(zhì)譜儀等背景命題．熟悉兩類(lèi)偏轉(zhuǎn)方式的不同規(guī)律及不同處理方法是突破的關(guān)鍵． 2．解題的常見(jiàn)誤區(qū)及提醒 (1)電、磁偏轉(zhuǎn)類(lèi)型混淆，規(guī)律不清，處理方法不當(dāng)． (2)組合場(chǎng)問(wèn)題中不能分段畫(huà)出各自的軌跡，抓不住 “ 過(guò)渡點(diǎn) ” 的特點(diǎn)． (3)粒子是否受重力作用考慮不全． (4)疊加場(chǎng)中的疊加類(lèi)型，運(yùn)動(dòng)情況判斷失誤． 【錦囊妙計(jì)，戰(zhàn)勝自我】 組合場(chǎng)問(wèn)題兩點(diǎn)技巧 1．運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分解方法 (1)以 “ 場(chǎng) ” 的邊界將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分段； (2)分析每段運(yùn)動(dòng)帶電粒子的受力情況和初速度，判斷粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)； (3)建立聯(lián)系：前、后兩段運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)為帶電粒子過(guò)關(guān)聯(lián)點(diǎn)時(shí)的速度； (4)分段求解：根據(jù)題設(shè)條件，選擇計(jì)算順序． 2．周期性和對(duì)稱(chēng)性的應(yīng)用 相鄰場(chǎng)問(wèn)題大多具有周期性和對(duì)稱(chēng)性，解題時(shí)一是要充分利用其特點(diǎn)畫(huà)出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，以幫助理順物理過(guò)程；二是要注意周期性和對(duì)稱(chēng)性對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響．
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1