高考物理一輪復習 培優(yōu)計劃 高考必考題突破講座（9）帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題課件

磁場第第 九九 章章高考必考題突破講座高考必考題突破講座( (九九) )帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題題型特點題型特點考情分析考情分析命題趨勢命題趨勢帶電粒子在有界磁場中的運動問帶電粒子在有界磁場中的運動問題是歷年高考的熱點，特別是帶題是歷年高考的熱點，特別是帶電粒子在有界磁場中運動的臨電粒子在有界磁場中運動的臨界、極值問題，考查以綜合計算界、極值問題，考查以綜合計算為主，也有選擇題出現(xiàn)，對此類為主，也有選擇題出現(xiàn)，對此類問題的分析要把握好帶電粒子的問題的分析要把握好帶電粒子的基本運動形式和重要的解題技基本運動形式和重要的解題技巧、規(guī)律、方法巧、規(guī)律、方法2017全國卷全國卷，182015山東卷，山東卷，242015四川卷，四川卷，17帶電粒子在有界磁場中的運帶電粒子在有界磁場中的運動，一般涉及臨界和邊界問動，一般涉及臨界和邊界問題，臨界值、邊界值常與極題，臨界值、邊界值常與極值問題相關聯(lián)值問題相關聯(lián).2019年高考年高考命題主要會從臨界狀態(tài)、邊命題主要會從臨界狀態(tài)、邊界狀態(tài)的確定以及所需滿足界狀態(tài)的確定以及所需滿足的條件等設計考題材料的條件等設計考題材料命命 題題 角角 度度突突 破破 訓訓 練練欄目導航題題 型型 結結 構構解解 題題 思思 維維真真 題題 剖剖 析析題題 型型 結結 構構 解題方法 1動態(tài)放縮法 當粒子的入射方向不變而速度大小可變時，粒子做圓周運動的軌跡圓的圓心一定在入射點所受洛倫茲力所表示的射線上，但位置(半徑R)不確定，用圓規(guī)作出一系列大小不同的軌跡圓，從圓的動態(tài)變化中即可發(fā)現(xiàn)“臨界點”，如圖甲臨界情景為和解解 題題 思思 維維 2定圓旋轉法 當粒子的入射速度大小確定而方向不確定時，所有不同方向入射的粒子的軌跡圓是一樣大的，只是位置繞入射點發(fā)生了旋轉，從定圓的動態(tài)旋轉(作圖)中，也容易發(fā)現(xiàn)“臨界點” 另外，要重視分析時的尺規(guī)作圖，規(guī)范而準確的作圖可突出幾何關系，使抽象的物理問題更形象、直觀，如圖乙 3數(shù)學解析法 寫出軌跡圓和邊界的解析方程，應用物理和數(shù)學知識求解 例1(2017江蘇蘇州一模)如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為v3.2106 m/s的粒子已知屏蔽裝置寬AB9 cm，縫長AD18 cm，粒子的質量m6.641027 kg，電荷量q3.21019 C若在屏蔽裝置右側條形區(qū)域內加一勻強磁場來隔離輻射，磁感應強度B0.332 T，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中(1)若所有的若所有的粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側穿出，則磁場的寬度粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側穿出，則磁場的寬度d至少是至少是多少？多少？(2)若條形磁場的寬度若條形磁場的寬度d20 cm，則射出屏蔽裝置的，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場中運動的最長粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少？時間和最短時間各是多少？(結果可帶根號結果可帶根號) 角度1速度方向一定，大小不同 帶電粒子源發(fā)射速度方向一定，大小不同的帶電粒子進入勻強磁場中，這些帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑隨速度的變化而變化 若粒子從定點P以速度v0射入磁場，則軌跡圓心一定在PP直線上(PPv0)，將半徑放縮作軌跡，從而得到臨界條件命命 題題 角角 度度 例1如圖所示，在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強電場，同時該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內的勻強磁場，磁感應強度大小分別為B和2B，KL為上下磁場的水平分界線，在NS和MT邊界上，距KL高h處分別有P、Q兩點，NS和MT間距為1.8 h質量為m、帶電量為q的粒子從P點垂直于NS邊界射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運動，重力加速度為g真真 題題 剖剖 析析 (1)求電場強度的大小和方向； (2)要使粒子不從NS邊界飛出，求粒子入射速度的最小值； (3)若離子能經過Q點從MT邊界飛出，求粒子入射速度的所有可能值