《新课标高考物理总复习课件：第53课时 匀强磁场中的临界极值和多解问题（题型研究课）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课标高考物理总复习课件：第53课时 匀强磁场中的临界极值和多解问题（题型研究课）（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第53课时“匀强磁场中的临界极值和多解问题(题型研究课)命题者说带电粒子在匀强磁场中的运动经常出现临界极值问题和多解问题,这两种题型在高考中也常常涉及。由于这两种题型难度草大,对学生分析问题的能力要求绞高,学生往往感到无从下手。本课时将深入分析这两种题型。一勿强磁场中的临界极值问题1.由于带电粒子在有界磁场中运动,粒子在磁场中将运动一段圆弧或一个完整的圆。粒子运动轨迹和磁场边界相切,往往是分析临界条件的出发点。2.不同边界条件下串界条件的分析:(D平行边界:当冗的啄界情景和几何关系奶国所示。G)矩形边界:如图所示,可能会涉及与边界相切、相交等临界闰题。GG)三迅形迅界如图所示是正丿48C区域内
2、棣ff粗子坤直45方留迢人健玖陌,八二一达长为,兵2一-一粱子临界软迹示意图。已知边长为AB吴2m,D点距4点Ba,粒子能从48串间射出的临界轨迹如图甲所示,粒子能从4C间射出的临界轨迹如图乙所示。曾例如图所示,磷感应强度大小为B一0.15T、史方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径为R一0.10m的圆形区域内,圆的左端跟y轶相切于直角坐标系原点【0,右端跷很大的荧光屏M相切于x轴上的4点。置o一一扣于原点的粒子源可沿x轴正方向以不同的速度射出带正卜“电的粱子流,粒子的重力不计,比荷4一1.0X108C/kg。2一N(D)请判断当粕子分别以z一1.5BX105m/s和D一0.5X105mys的速
3、度射入碳场时,能否打到荧光屏上?()要使粒子能打在荣光屏上,求粒子流的速度zo的大小应满足的条件。(3)若粒子流的速度zo一3.0X105m/s,且以过0点并垂直于纸面的直线为轴,将圆形磁场逆时针缓慢旋转90“,求此过程中粒子打在荣光屏上离4的最远距离。万解析(0)粒子以不同速度射入磁场的转迹奶图所示,由几何知识得当粘子做圆周运动的半径zR时,柯子沿图中G)方向射出磁场能打到屏上,当粒子做圆周运动的半径r一R时,将沿图中x方向射出磁场,不能打到屏上。顶一2当粒子速度为4时,滢任兹力提供因心力,得榨L=二z昔，解得7井VSRR,故能打到屏上;同理,当粒子的速度为z时,解得力一墅R1.5x10fm
4、ys时,粱子能打到荧光屏上。G)设速度u一3.0X105mys时,粒子在磁场中做匀速圆周运动的软迹半径为74,由洛伦兹力提供向心力,2得govB一w,解得一2R。如图所示,粘子在磁场中运动的转迹就是以点为圆心,以x为半径的一段e圆弧。因圆形磁场以0为辆缓慢转动,故磁场边界变“为以0为国心,以2友为十径的国张48E,当4点话转至8点,此时粘子的出财点为,偷角e最大,寺到荧光屏上乙点离4点最远。由几何知识5巩0.15Im。得4P一Cd-tane一QR一r4tan30o)-tan60?二答案(Doi能,.不能(QJou1.5X10Fys(3)0.15m规律方法(D根据边界条件,通过画动态图的方法,找
5、出符合临界条件的粒子轨迹。(3)根据洛伦兹力提供向心力建立方程。集训冲关1.(多选)Q017-常德月考)如图所示,宽为4的有界匀强磁场的边界为PP“、QCQ。一个质量为小、电荷量为g的微观粒子沿图示方向以速度zo垂直射入磁场,碳感应强度“|*|o,大小为,要使粒子不能从边界QQ“射出,粒子的入射速度2o的最大值可能是下面络出的(柯孔的重力不计)()A.284B2484发发24BdQBC24B4D.284“332120解析:微观粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,goB一,R=簧,要使粒子不能从边界CQQ“射出,粒子的入射速度2最大时,转逐与QCQ“相切。如粒子带正电,古-Hd,叉29Bd21Bd4一200一zB正傅;如粒子带负电,h十o_譬雇C正确。答案:BC
