适用于新高考新教材广西专版2025届高考物理一轮总复习第10章磁场研专项素养提升课件

研专项素养提升第十章一、典型物理模型指导突破(一):三种“数学圆”模型在磁场中的应用【模型构建】“放缩圆”模型界定方法以入射点P为定点,圆心位于PP'直线上,将半径放缩作轨迹圆,从而探索出临界条件,这种方法称为“放缩圆”法【考向分析】带电粒子在有界磁场中的运动是高考的重点热点内容,解决该类问题时,除了一些常规方法外,应用三种“数学圆”模型来分析问题,会达到事半功倍的效果。为了考查学生分析问题解决问题的能力,命题人常常将某种模型镶嵌在题目中。【案例探究】一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,为半圆,ac、bd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为(

)审题指导

关键词句获取信息一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外有界磁场磁感应强度大小方向已知ac间的距离等于半圆的半径边界特点已知一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子带电粒子质量、电荷量、电性已知在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间需要分析什么情况下时间最长答案

C当0.5R<r<1.5R时,粒子从半圆边界射出,将轨迹半径从0.5R逐渐增大,粒子射出位置从半圆顶端向下移动,轨迹对应的圆心角从π逐渐增大,当轨迹半径为R时,轨迹对应的圆心角最大,然后再增大轨迹半径,轨迹对应的圆心角减小,因此当轨迹半径等于R时轨迹对应的圆心角最大,即轨迹对应的最大【创新训练】则氕核在磁场中运动的半径最大为(

)

A2.(多选)(2023湖南模拟)在电子技术中,科研人员经常通过在适当的区域施加磁场控制带电粒子的运动。如图所示,圆心为O、半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),PQ、EF是两条相互垂直的直径,圆形区域左侧有一平行于EF、关于PQ对称放置的线状粒子源,可以沿平行于PQ的方向发射质量为m、电荷量为q、速率均为v0的带正电的粒子,粒子源的长度为

R,从粒子源上边缘发射的粒子经磁场偏转后从F点射出磁场。不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是(

)A.匀强磁场的方向垂直于纸面向里B.粒子源发射的粒子均从F点射出磁场BD二、典型物理模型指导突破(二):圆形有界匀强磁场中的磁聚焦和磁发散模型【模型概述】磁聚焦磁发散电性相同的带电粒子平行射入圆形有界匀强磁场,如果轨迹半径与磁场半径相等,则粒子从磁场边界上同一点射出,磁场边界在该点的切线与入射方向平行带电粒子从圆形有界匀强磁场边界上同一点射入,如果轨迹半径与磁场半径相等,则粒子出射方向与磁场边界在入射点的切线方向平行磁聚焦磁发散说明:磁聚焦和磁发散是相反的过程,满足运动的可逆性。

【考向分析】带电粒子在圆形边界磁场中的运动是高考试题常见的类型,对于该类问题,如果满足某种条件,应用“磁聚焦和磁发散”模型来分析问题,会达到事半功倍的效果。为了考查学生分析问题解决问题的能力,命题人常常将某种模型镶嵌在题目中。【案例探究】如图所示,间距为2R的平行正对金属板M、N接在电压为U的电源上,以O为圆心、R为半径的圆与极板右端面相切于C,CO与板间中心线重合。圆区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,OA是与极板端面平行的半径。位于A处的粒子源向纸面内发射质量为m、电荷量为q(q>0)、速率为v的粒子,初速度方向被限定在AO两侧夹角均为θ的范围内。已知沿AO方向射入磁场的粒子恰好经过C点,所有粒子均打在极板上,不计粒子重力和粒子间的相互作用。求:(1)圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小;(2)经过C点的粒子从A处发射出来到打到极板经历的时间;(3)所有到达极板的粒子动能的最大差值;(4)粒子打到极板上的宽度。审题指导

关键词句获取信息如图所示,间距为2R的平行正对金属板电场区域特点已知圆区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场涉及圆区域——可能是否存在磁聚焦或发散问题位于A处的粒子源向纸面内发射质量为m、电荷量为q(q>0)、速率为v的粒子A处粒子源特点已知沿AO方向射入磁场的粒子恰好经过C点说明轨迹半径等于圆区域半径——符合模型特点所有粒子均打在极板上类平抛运动打到极板上(3)如图所示,所有粒子从磁场射出时速度方向均平行于金属板,设范围介于磁场边界的D、F之间,D与M沿垂直于极板方向的距离y1=R+Rsin

θF与M沿垂直于极板方向的距离y2=R-Rsin

θ粒子到达M板的最大动能差ΔEk=qE(y1-y2)联立可解得ΔEk=qUsin

θ。【创新训练】(多选)(2023山东泰安三模)下图为一圆形区域,O为圆心,半径为R,P为边界上的一点,区域内有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m的相同带电粒子a、b(不计重力)从P点先后以大小相等的速率v=射入磁场,粒子a正对圆心射入,粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成