人教版高考物理一轮总复习精品课件 第十章 磁场 研专项 素养提升 (6).ppt

答案C当0.5Rr1.5R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】1.(多选)(2021重庆一中高三一模)如图所示,一长度为a的竖直薄挡板MN处在垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,O点与N点在同一水平面上。O点有一粒子源在纸面内向各方向均匀发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子,所有粒子的初速度v(未知)大小相同。已知初速度与ON夹角为60°发射的粒子恰好经过N点(不被挡板吸收),粒子与挡板碰撞则会被吸收,lON=a,ON⊥MN,不计粒子重力,不考虑粒子间的相互作用。则()A.粒子在磁场中圆周运动的半径为aB.挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为aC.粒子能击中挡板右侧的粒子数占粒子总数的D.若调节初速度v大小使挡板的右侧被粒子击中的竖直长度为a,则v的最小值为答案CD2.(多选)(2021湖北武汉二中高三月考)如图所示,在矩形的区域内存在一个垂直纸面向外的匀强磁场,已知磁感应强度大小为B,,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力忽略不计),从o点沿着ob方向垂直磁场入射,下列关于带电粒子在磁场中的运动说法正确的是()A.带电粒子在磁场中运动的最长时间为B.带电粒子的入射速度越大,在磁场所走的位移越大C.带电粒子的入射速度越大,在磁场的运动时间越长D.带电粒子可以从bc边界离开磁场答案AB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】(2021山东泰安高三一模)如图所示,间距为2R的平行正对金属板MN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(q0)、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,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(q0)、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思路突破(1)根据题意确定粒子匀速圆周运动的半径等于磁场圆的半径,判断出本题考查磁发散模型,然后在此思路引导下解题就事半功倍了。(2)根据所有粒子从磁场射出时速度方向均平行于金属板,求到达极板的粒子动能的最大差值。(3)粒子在金属板间做类平抛运动,根据运动的分解分析求解。(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沿垂直极板方向的距离y1=R+RsinθF与M沿垂直极板方向的距离y2=R-Rsinθ粒子到达M板的最大动能差ΔEk=qE(y1-y2)联立可解得ΔEk=qUsinθ。【创新训练】(2021湖南卷)带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一。带电粒子流(每个粒子的质量为m、电荷量为+q)以初速度v垂直进入磁场,不计重力及带电粒子之间的相互作用。对处在xOy平面内的粒子,求解以下问题。甲(1)如图甲所示,宽度为2r1的带电粒子流沿x轴正方向射入圆心为