專題09磁場與帶電粒子在磁場及復合場中的運動-20xx年高考物理備考易錯點專項復習-資料下載頁
2024-11-26 00:20本頁面
【導讀】垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I. 下列說法正確的是(). 將線圈架在兩個金屬支架之間，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動，轉過一周后再次受到同樣的安培力而使其連續(xù)轉動，選項A正確；若將左轉軸上下兩側的絕緣漆都刮掉，右轉軸下側的絕緣漆刮掉，這樣當線圈在圖示位置時，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。徑R＝mvqB，設A、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑分別為R和Rcos30°求帶電粒子到達x軸時的橫坐標范圍和帶電粒子到達x軸前運動時間的范圍；磁感應強度B最小值時，粒子能否從處射出？
【正文】 點 高考在本考點的命題關注帶電粒子在有界磁場中運動的分析與計算，根據(jù)題意畫出粒子的運動軌跡，利用數(shù)學關系求解是常用方法． 2．解題的常見誤區(qū)及提醒 (1)對運動電荷的電性分析錯誤，而造成洛倫茲力 方向的錯誤． (2)左、右手定則混淆出現(xiàn)洛倫茲力方向錯誤． 易錯起源 帶電粒子在復合場中的運動 例 (2021 全國乙卷 T15)現(xiàn)代質譜儀可用來分析比質子重很多倍的離子，其示意圖如圖 10所示，其中加速電壓恒定．質子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉后從出口離開磁場．若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應強度增加到原來的 12倍．此離子和質子的質量比約為 ( ) 圖 10 A． 11 B． 12 C． 121 D． 144 【答案】 D 【解析】帶電粒子在加速電場中運動時，有 qU＝ 12mv2，在磁場中偏轉時，其半徑r＝ mvqB，由以上兩式整理得： r＝ 1B 2mUq .由于質子與一價正離子的電荷量相同， B1∶ B2＝ 1∶12 ，當半徑相等時，解得： m2m1＝ 144，選項 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磁場，一質量為 m、電荷量為 q的粒子沿圖中直線在圓上的 a點射入柱形區(qū)域，在圓上的 b 點離開該區(qū)域，離開時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點射入柱形區(qū)域，也在 b點離開該區(qū)域．若磁感應強度大小為 B，不計重力，求電場強度的大?。? 圖 11 【解析】 粒子在磁場中做圓周運動．設圓周的半徑為 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點的速度． 過 b點和 O點作直線的垂線，分別與直線交于 c和 d點．由幾何關系知，線段 ac 、 bc 和過a、 b兩點的 再考慮粒子在電場中的運動．設電場強度的大小為 E，粒子在電場中做類平拋運動．設其加速度大小為 a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場中的受力公式得 qE＝ ma ⑥ 粒子在電場方向和直線方向所走的距離均為 r，由運動學公式得 r＝ 12at2 ⑦ r＝ vt ⑧ 式中 t是粒子在電場中運動的時間．聯(lián)立 ①⑤⑥⑦⑧ 式得 E＝ 14qRB25m . ⑨ 【答案】 14qRB25m 【名師點睛】 1．高考考查特點 本考點的高考命題主要考查帶電粒子 “ 電偏轉 ” 、 “ 磁偏轉 ” 問題，常會結合回旋加速器、質譜儀等背景命題．熟悉兩類偏轉方式的不同規(guī)律及不同處理方法是突破的關鍵． 2．解題的常見誤區(qū)及提醒 (1)電、磁偏轉類型混淆，規(guī)律不清，處理方法不當． (2)組合場問題中不能分段畫出各自的軌跡，抓不住 “ 過渡點 ” 的特點． (3)粒子是否受重力作用考慮不全． (4)疊加場中的疊加類型，運動情況判斷失誤． 【錦囊妙計，戰(zhàn)勝自我】 組合場問題兩點技巧 1．運動過程的分解方法 (1)以 “ 場 ” 的邊界將帶電粒子的運動過程分段； (2)分析每段運動帶電粒子的受力情況和初速度，判斷粒子的運動性質； (3)建立聯(lián)系：前、后兩段運動的關聯(lián)為帶電粒子過關聯(lián)點時的速度； (4)分段求解：根據(jù)題設條件，選擇計算順序． 2．周期性和對稱性的應用 相鄰場問題大多具有周期性和對稱性，解題時一是要充分利用其特點畫出帶電粒子的運動軌跡，以幫助理順物理過程；二是要注意周期性和對稱性對運動時間的影響．
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