2020高考物理總復(fù)習(xí) 易錯題與高考綜合問題解讀 考點(diǎn) 10 磁場 命題角度3

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1、磁場命題角度3 帶電粒子在磁場中運(yùn)動區(qū)域的判定 1. 如圖10一10，在一水平放置的平板MN的上方有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場方向垂直于紙面向里．許多質(zhì)量為m帶電量為+q的粒子，以相同的速率，沿位于紙面內(nèi)的各個方向，由小孔口射入磁場區(qū)域．不計重力，不計粒子間的相互影響．下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域，其中 ．哪個圖是正確的? [考場錯解]B、c或D 不知道如何判定帶電粒子的運(yùn)動區(qū)域 A因粒子以相同的速率v向各個方向發(fā)射，可以從粒子與MN成Oo角開始分析．若粒子以與 MN成Oo角(即v水平向右)進(jìn)入時，粒子將向上偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動軌跡為一

2、個完整的圓，若粒子以與MN垂直的方向進(jìn)入磁場，粒子向左偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動軌跡為半圓，向左運(yùn)動的最大距離為2R；若粒子以接近于180o角進(jìn)入磁場，粒子仍向左偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)距離在2R范圍內(nèi)，綜上所述只能選A 2. 如圖10—ll，真空室內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.6 T，磁場內(nèi)有一塊平面感光干板ab，板面與磁場方向平行，在距ab的距離l=16 cm處，有一個點(diǎn)狀的a放射源S，它向各個方向發(fā)射a粒子，a粒子的速度都是V=3.0×106m/s，已知a粒子的電荷與質(zhì)量之比 ，現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運(yùn)動的a粒子，求ab上被a粒子打中的區(qū)域的長度． [考場錯解]本題考查

3、帶電粒子在磁場中運(yùn)動的基本規(guī)律出錯的主要原因：一是在于考生對軌跡這種不確定關(guān)系的處理，二是某些同學(xué)由于找錯特殊方向而引入誤區(qū) 首先應(yīng)從量值上確定半徑R與距離l的關(guān)系，此半徑由F落=F向求得，(1)找左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)，因?yàn)閘>R故軌跡與ab相切點(diǎn)為左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)；(2)找右側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)，因?yàn)?R>l故其右側(cè)軌道對應(yīng)弦長最大值為2R，其半園與ab交點(diǎn)即為最遠(yuǎn)點(diǎn)． 具體的處理方法：畫軌跡，找圓心、求半徑、作輔助線，利用幾何關(guān)系求解． a粒子帶正電，故在磁場中沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動，用R表示軌道半徑，有 由此得 代入數(shù)值得R=10 cm，可見2R>l>R 因朝不同方向發(fā)射的a粒子的圓軌道都過S，由此可

4、知，某一圓軌跡在圖中N左側(cè)與ab相切，則此切點(diǎn)P1就是a粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)，為定點(diǎn)P-點(diǎn)的位置，可作平行于幽的直線CD，CD到ab的距離為R，以S為圓心，R為半徑，作弧交CD于Q點(diǎn)，過Q點(diǎn)作ab的垂線，它與動的交點(diǎn)即為P1，由圖10-12中幾何關(guān)系得 再考慮N的右側(cè)，任何a粒子在運(yùn)動過程中離S的距離不可能超過2R，以2R為半徑，S為圓心作圓，交于 N右側(cè)的P2點(diǎn)，此即右側(cè)能打到的最遠(yuǎn)點(diǎn)． 由圖中幾何關(guān)系得 所求長度為P1R2=NP1+NP2代入數(shù)值 P1P2=20 cm “畫軌跡，定圓心，求半徑”是解決帶電粒子在磁場中運(yùn)動問題的一般思路，其中“畫軌跡”是處理問題的核心，對于這類區(qū)域判斷題，要善于進(jìn)行動態(tài)分析，即首先選一個速度方向(如水平方向)然后從Oo開始改變速度方向，分析軌跡的變化，從而找出在角度變化N：g能出現(xiàn)的臨界值或極值．