【优化方案】2013高考物理总复习 热点集训（八）课件 新人教版选修3-1

高考热点集训 八 热点1带电粒子在磁场中运动的分析高考对带电粒子在磁场中运动的考查 主要集中在对带电粒子在有界磁场中运动的临界问题和极值问题的分析和求解 这类问题主要利用牛顿定律 圆周运动知识 结合几何知识解决 实战演练1 如图8 1所示 有一正方形的匀强磁场区域abcd e是ad的中点 f是cd的中点 如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的粒子 恰好从e点射出 则 图8 1 A 如果粒子的速度增大为原来的二倍 将从d点射出B 如果粒子的速度增大为原来的三倍 将从f点射出C 如果粒子的速度不变 磁场的磁感应强度变为原来的二倍 也将从d点射出D 只改变粒子的速度使其分别从e d f点射出时 从e点射出所用的时间最短 2 如图8 2所示 边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场 边界OA上有一粒子源S 某一时刻 从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子 不计粒子的重力及粒 图8 2 子间的相互作用 所有粒子的初速度大小相等 经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场 已知 AOC 60 从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T 2 T为粒子在磁场中运动的周期 则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间可能为 解析 选ABC 粒子在磁场中做逆时针方向的圆周运动 由于所有粒子的速度大小相等 故弧长越小 粒子在磁场中运 3 不计重力的带正电粒子 质量为m 电荷量为q 以与y轴成30 角的速度v0从y轴上的a点射入图中第一象限所在区域 为了使该带电粒子能从x轴上的b点以与x轴成60 角 图8 3 的速度射出 可在适当的地方加一个垂直于xOy平面 磁感应强度为B的匀强磁场 若此磁场分布在一个圆形区域内 试求这个圆形磁场区域的最小面积 射方向所在直线和出射方向所在直线相距为R的O 点就是圆周的圆心 质点在磁场区域中的轨道就是以O 为圆心 R为半径的圆上的圆弧ef 而e点和f点应在所求圆形磁场区域的边界上 在通过e f两点的不同的圆周中 最小的一个是以ef连线为直径的圆周 热点2带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动是高考考查分析能力 推理能力 空间想象能力和运用数学知识解决物理问题能力的重要载体 是高考的热点和重点 解决这类问题 受力分析 运动分析是关键 结合几何知识 应用牛顿定律 运动学知识 圆周运动问题及功能关系综合求解 实战演练4 有一个带正电的小球 质量为m 电荷量为q 静止在固定的绝缘支架上 现设法给小球一个瞬时的初速度v0使小球水平飞出 飞出时小 图8 4 球的电荷量没有改变 同一竖直面内 有一个竖直固定放置的圆环 圆环平面保持水平 环的直径略大于小球直径 如图8 4所示 空间所有区域分布着竖直方向的匀强电场 垂直纸面的匀强磁场分布在竖直方向的带状区域中 小球从固定的绝缘支架水平飞出后先 1 空间所有区域分布的匀强电场的电场强度E的大小和方向 2 垂直纸面的匀强磁场区域的最小宽度 磁场磁感应强度B的大小和方向 3 小球从固定的绝缘支架水平飞出到运动到圆环的时间t 5 如图8 5所示的平行板器件中 存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场 磁场的磁感应强度B1 0 20T 方向垂直纸面向里 电场强度E1 1 0 105V m PQ为板间中线 紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内 有一边界线AO 与y轴的夹角 AOy 45 边界线的上方有垂直纸面向外 的匀强磁场 磁感应强度B2 0 25T 边界线的下方有水平向右的匀强电场 电场强度E2 5 0 105V m 在x轴上固定一水平的荧光屏 一束带电荷量q 8 0 10 19C 质量m 8 0 10 26kg的正离子从P点射入平行板间 沿中线PQ做直线运动 穿出平行板后从 y轴上坐标为 0 0 4m 的Q点垂直y轴射入磁场区 最后打到水平的荧光屏上的位置C 求 图8 5 1 离子在平行板间运动的速度大小 2 离子打到荧光屏上的位置C的坐标 3 现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小 使离子都不能打到x轴上 磁感应强度大小B2 应满足什么条件 解析 1 设离子的速度为v 由于沿中线PQ做直线运动 则有qE1 qvB1代入数据解得v 5 0 105m s