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时间:2020-03-31
《(新课标)2010年高考物理 考点汇总 考点9 磁场.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、考点9磁场1.(2010·江苏物理卷·T9)如图所示,在匀强磁场中附加另一匀强磁场,附加磁场位于图中阴影区域,附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直。a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场,它们的速度大小相等,b的速度方向与SS′垂直,a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为,且。三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S′,则下列说法中正确的有()A.三个质子从S运动到S′的时间相等B.三个质子在附加磁场以外区域运动时,运动轨迹的圆心均在OO′轴上C.若撤去附加磁场,a到达SS′连线上的
2、位置距S点最近D.附加磁场方向与原磁场方向相同【命题立意】本题以三个速度大小相同的质子在磁场中运动,考查带电粒子在磁场中的运动,题目设置较难。【思路点拨】解答本题可按以下思路分析:由洛仑兹力不做功,速度大小不变根据三个质子运动轨迹由质子运动半径,以质子b为例画出其运动轨迹确定运动轨迹的圆心位置判断三个质子的运动时间长短vPQOO′SS′ABRr图①vPQOO′SS′ABRr图②【规范解答】选C、D。三个质子从S运动到的过程中,运动轨迹的长度从a、b、c依次增大,由于洛仑兹力对质子不做功,三个质子速度大小始终
3、相等,运动时间不相等,A错误;三个质子在附加磁场以外区域及附加磁场区域运动时,以质子b为例画出其运动轨迹图两种情况(R>r和R4、)(18分)如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0~90°范围内。己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦。【命题立意】本题以大量5、带电粒子沿各个方向在有界匀强磁场中作匀速圆周运动,建立一幅动态运动图景,考查考生空间想象能力和运用数学知识处理物理问题的能力。【思路点拨】解答本题可按以下思路分析:画出沿﹢y方向以a/2为半径做圆周运动轨迹增大半径将运动圆弧以O为圆心旋转圆弧轨迹与磁场上边界相切时为临界轨迹再将临界轨迹旋转比较得到最长时间【规范解答】(1)设粒子的发射速度为v,粒子做圆周运动的轨道半径为R,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,得:,①(2分)由①解得:②(1分)画出沿﹢y方向以a/2为半径做匀速圆周运动轨迹如图①所示,再画出从坐标6、原点O沿与y轴正方向以半径R0(a/27、2分)又⑥(1分)由④⑤⑥式解得:⑦(2分)由②⑦式得:⑧(2分)(2)由④⑦式得:⑨(2分)【答案】(1)(2)【类题拓展】巧解有界磁场中部分圆弧运动问题(1)分析思路三步走:1.确定圆心,画出轨迹;2.找几何关系,定物理量;3.画动态图,定临界状态。(2)分析方法四优法1.几何对称法:粒子的运动轨迹关于入射点和出射点的中垂线对称。2.动态放缩法:速度越大半径越大,但速度方向不变的粒子圆心在垂直速度方向的直线上。3.旋转平移法:定点离子源发射速度大小相等、方向不同的所有粒子的轨迹圆圆心在以入射点为圆心,半8、径的圆上,相当于将一个定圆以入射点为圆心旋转。4.数学解析法:写出轨迹圆和圆形边界的解析方程,应用物理和数学知识求解。本题巧妙地应用动态放缩法和旋转平移法能够很快得出带电粒子在磁场中运动时间最长的临界轨迹,问题也就迎刃而解了。3.(2010·浙江理综·T24)(22分)在一个放射源水平放射出α、β和γ三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,
4、)(18分)如图所示,在0≤x≤a、0≤y≤范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。坐标原点O处有一个粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xy平面内,与y轴正方向的夹角分布在0~90°范围内。己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间,从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小;(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦。【命题立意】本题以大量
5、带电粒子沿各个方向在有界匀强磁场中作匀速圆周运动,建立一幅动态运动图景,考查考生空间想象能力和运用数学知识处理物理问题的能力。【思路点拨】解答本题可按以下思路分析:画出沿﹢y方向以a/2为半径做圆周运动轨迹增大半径将运动圆弧以O为圆心旋转圆弧轨迹与磁场上边界相切时为临界轨迹再将临界轨迹旋转比较得到最长时间【规范解答】(1)设粒子的发射速度为v,粒子做圆周运动的轨道半径为R,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式,得:,①(2分)由①解得:②(1分)画出沿﹢y方向以a/2为半径做匀速圆周运动轨迹如图①所示,再画出从坐标
6、原点O沿与y轴正方向以半径R0(a/27、2分)又⑥(1分)由④⑤⑥式解得:⑦(2分)由②⑦式得:⑧(2分)(2)由④⑦式得:⑨(2分)【答案】(1)(2)【类题拓展】巧解有界磁场中部分圆弧运动问题(1)分析思路三步走:1.确定圆心,画出轨迹;2.找几何关系,定物理量;3.画动态图,定临界状态。(2)分析方法四优法1.几何对称法:粒子的运动轨迹关于入射点和出射点的中垂线对称。2.动态放缩法:速度越大半径越大,但速度方向不变的粒子圆心在垂直速度方向的直线上。3.旋转平移法:定点离子源发射速度大小相等、方向不同的所有粒子的轨迹圆圆心在以入射点为圆心,半8、径的圆上,相当于将一个定圆以入射点为圆心旋转。4.数学解析法:写出轨迹圆和圆形边界的解析方程,应用物理和数学知识求解。本题巧妙地应用动态放缩法和旋转平移法能够很快得出带电粒子在磁场中运动时间最长的临界轨迹,问题也就迎刃而解了。3.(2010·浙江理综·T24)(22分)在一个放射源水平放射出α、β和γ三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,
7、2分)又⑥(1分)由④⑤⑥式解得:⑦(2分)由②⑦式得:⑧(2分)(2)由④⑦式得:⑨(2分)【答案】(1)(2)【类题拓展】巧解有界磁场中部分圆弧运动问题(1)分析思路三步走:1.确定圆心,画出轨迹;2.找几何关系,定物理量;3.画动态图,定临界状态。(2)分析方法四优法1.几何对称法:粒子的运动轨迹关于入射点和出射点的中垂线对称。2.动态放缩法:速度越大半径越大,但速度方向不变的粒子圆心在垂直速度方向的直线上。3.旋转平移法:定点离子源发射速度大小相等、方向不同的所有粒子的轨迹圆圆心在以入射点为圆心,半
8、径的圆上,相当于将一个定圆以入射点为圆心旋转。4.数学解析法:写出轨迹圆和圆形边界的解析方程,应用物理和数学知识求解。本题巧妙地应用动态放缩法和旋转平移法能够很快得出带电粒子在磁场中运动时间最长的临界轨迹,问题也就迎刃而解了。3.(2010·浙江理综·T24)(22分)在一个放射源水平放射出α、β和γ三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小B相等,
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