2013届高考物理第一轮专题复习教案 高考热点探究

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1、高考热点探究一、结合左手定则、r＝mv/qB判断带电粒子在磁场中的运动情形1．(2010·重庆理综·21)如图1所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧．这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示．图1粒子编号质量电荷量(q>0)速度大小1[高考资源网]m2qv22m2q2v33m－3q3v42m2q3v52m－qv由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为(　　)A．3、5、4B．4、2、5C．

2、5、3、2D．2、4、5二、带电粒子在组合磁场中的运动2．(2011·山东理综·25)扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆．其简化模型如图2：Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为L，磁场方向相反且垂直于纸面．一质量为m、电荷量为－q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平方向的夹角θ＝30°.-6-图2(1)当Ⅰ区宽度L1＝L、磁感应强度大小B1＝B0时，粒子从I区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30°，求B0及粒子在

3、Ⅰ区运动的时间t.(2)若Ⅱ区宽度L2＝L1＝L、磁感应强度大小B2＝B1＝B0，求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h.(3)若L2＝L1＝L、B1＝B0，为使粒子能返回Ⅰ区，求B2应满足的条件．(4)若B1≠B2、L1≠L2，且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出．为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射入的方向总相同，求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式．三、有临界情况的带电粒子在磁场中的运动3．(2011·广东理综·35)如图3(a)所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在辐射状电场和

4、垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，R1＝R0，R2＝3R0.一电荷量为＋q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力．(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出，求粒子在A点的初速度v0的大小．(2)若撤去电场，如图(b)，已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，方向与OA延长线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间．(3)在图(b)中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为v3，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？图3-6-解析　(1)因为带电粒子进入复合场后做匀速直线

5、运动，则qv0B＝qE①(2分)R＝v0t0②(1分)由①②联立解得E＝，方向沿x轴正方向．(2分)(2)若仅撤去磁场，带电粒子在电场中做类平抛运动，沿y轴正方向做匀速直线运动y＝v0·＝(1分)沿x轴正方向做匀加速直线运动(2分)x＝a()2＝由几何关系知x＝＝R(1分)解得a＝(1分)(3)仅有磁场时，入射速度v′＝4v0，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有qv′B＝m(1分)又qE＝ma(1分)可得r＝(1分)由几何知识sinα＝，即sinα＝，α＝(2分)带电粒子在磁场中运动周期T＝(1分

6、)则带电粒子在磁场中运动时间t′＝T所以t′＝t0(2分)答案　见解析试题分析近几年全国、各省市的高考都把带电粒子在电磁场中运动的题目做为压轴题，分值较高(18分以上)．综合性较强、过程复杂、情景抽象，归纳性强，数学运算能力要求较高，题解突破口难以确认，难度较大，是考生成绩拉开档次的一个题目．但只要有信心，掌握一定的方法与解题技巧，就可能多得分，得高分，甚至得满分．-6-命题特征1．本类试题所给的场大都是分离的电磁场或者说由几个场组合而成的，有些题目是交变的电磁场．2．题目涉及的过程较为复杂．有电场中的匀加速直线运动，匀强电场中的

7、类平抛运动、匀强磁场中的匀速圆周运动，且有交替．3．有运动的临界点．4．解题方法：(1)分析运动过程；(2)画圆弧，找半径；(3)画运动轨迹．知识链接1．矢量(力、电场强度E、磁感应强度B)的合成与分解的方法：平行四边形定则、正交分解法．2．带电粒子的加速与偏转：动能定理、运动的合成与分解、牛顿第二定律、运动学公式．3．带电粒子在磁场中的匀速圆周运动：向心力的来源，半径公式、周期公式、运动时间的确定：t＝T.4．带电粒子在有界磁场中运动轨迹的确定．5．关于基本粒子及微粒的电荷量与质量(1)基本粒子的电荷量与质量：电子(β粒子)为e

8、、质子(氕核)为H、α粒子为He、氘核为H、氚核为H等，式中左上角的数字为粒子质量数、左下角的数字为粒子的电荷数，从中可以比较它们质量、电荷量的大小．宏观微粒如尘埃、微粒、油滴、小球等，电荷量与质量由题意说明而定．(2)带电粒子的电荷量、质量一般以