2019-2020年高考物理 26帶電粒子在有邊界的勻強磁場中的運動精解分析.doc

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2019-2020年高考物理 26帶電粒子在有邊界的勻強磁場中的運動精解分析 高頻考點：帶電粒子在正方形邊界的勻強磁場中的圓周運動 動態(tài)發(fā)布：xx海南物理卷第10題、xx四川延考區(qū)理綜第19題、xx四川理綜第21題 命題規(guī)律：帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動，是高考考查的重點和熱點，常設置新情境來考查對帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動知識的掌握情況。解答此類試題需要畫出軌跡圖，需要結(jié)合幾何關(guān)系，確定圓周運動的半徑、圓心和運動時間。考查帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動經(jīng)常與其他知識綜合出題。題型既有選擇題，又有計算題，多為中等或較難題。 考查方式一 考查帶電粒子在正方形邊界的勻強磁場中的運動 【命題分析】帶電粒子在有邊界的勻強磁場中的運動，重點在邊界條件，要通過畫出粒子運動軌跡進行分析比較，要注意幾何關(guān)系的應用。此類考題，難度中等。 例1：（xx海南物理卷第10題）空間存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，圖2中的正方形為其邊界。一細束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不計重力。下列說法正確的是 A.入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同 B. 入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同 C.在磁場中運動時間相同的粒子，其運動軌跡一定相同 D.在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大 【解析】：由洛侖茲力提供向心力，qvB=m可得粒子在磁場中運動軌跡半徑r=mv/qB， 運動時間t=θr/v=θm/qB，(θ為運動軌跡所對的圓心角），顯然入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同，在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大，選項BD正確；對于從O點所在的邊上射出的粒子，由于速度不同，軌跡可以不同，但軌跡所對的圓心角均相同為180，時間為半個周期，時間相同，因而選項AC錯誤。 【標準答案】BD 考查方式二 考查帶電粒子在一邊有界的勻強磁場中的運動 【命題分析】帶電粒子在一邊有邊界的勻強磁場中的運動，重點在邊界條件，帶電粒子從邊界射入后又從該邊界射出，其軌跡具有對稱性。要通過畫出粒子運動軌跡進行分析比較，要【標準答案】D 考查方式三 考查帶電粒子在半圓形邊界的勻強磁場中的運動 【命題分析】帶電粒子在半圓形邊界的勻強磁場中的運動首先要根據(jù)洛倫茲力提供向心力分析得出粒子運動半徑。此類題一般為選擇題，難度中等。 例3（xx四川理綜第21題）如圖所示，長方形abcd 長ad=0.6m，寬ab=0.3m，O、e分別是ad、bc的中點，以ad為直徑的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場(邊界上無磁場)，磁感應強度B=0.25T。一群不計重力、質(zhì)量m=310-7kg、電荷量q=+210-3C的帶電粒子以速度v=5102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁場射入磁場區(qū)域 A．從Od邊射入的粒子，出射點全部分布在Oa邊 B．從aO邊射入的粒子，出射點全部分布在ab邊 C．從Od邊射入的粒子，出射點分布在Oa邊和ab邊 D．從aO邊射入的粒子，出射點分布在ab邊和be邊 【解析】：帶電粒子在勻強磁場中運動，洛倫茲力提供向心力，qvB=mv2/R，R=mv/qB=0.3m=ab，所以從Od邊射入的粒子全部從ab、be邊射出，選項AC錯誤；從aO邊射入的粒子，出射點分布在ab邊和be邊，選項D正確B錯誤。 【標準答案】D