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《2010年高考物理 考点汇总 考点11 磁场 新人教版.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11磁场图151.（2010·全国Ⅰ理综·T26）(21分)．如下图15，在区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在t=0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0～180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界上点离开磁场。求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q／m;(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围；(3)从粒子发射到全部粒子离开
2、磁场所用的时间。【命题立意】本题考查了带电粒子在有边界磁场中的运动,正确分析带电粒子在磁场中运动的物理过程,并作出粒子轨迹的示意图是解题的关键.【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：带电粒子在第一象限有边界磁场中做一段圆弧运动,确定其圆心由几何知识、洛伦兹力公式及牛顿第二定律,求出荷质比.由同一时刻仍在磁场中的粒子到O点的距离相等及几何知识分析,可解答所求.【规范解答】⑴初速度与y轴正方向平行的粒子在磁场中的运动轨迹如图16中的弧OP所示,其圆心为C.由题给条件可以得出∠OCP=(2分)此粒子飞
3、出磁场所用的时间为t0=(2分)式中T为粒子做圆周运动的周期.设粒子运动速度的大小为v,半径为R,由几何关系可得R=a(2分)由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qvB=m(1分)T=(1分)-7-解以上联立方程,可得=(3分)(2)依题意,同一时刻仍在磁场内的粒子到O的距离相等(2分)，在t0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O点为圆心、OP为半径的弧MN上,如图16所示.设此时位于P、M、N三点的粒子的初速度分别为vp、vM、vN.由对称性可知vp与OP、vM与OM、vN.与ON的夹角均为.设vM、vN.
4、与y轴正向的夹角分别为θM、θN,,由几何关系有θM=(1分)θN=(1分)图16对于所有此时仍在磁场中的粒子,其初速度与y轴正方向所成的夹角θ应满足≤θ≤(2分)(3)在磁场中飞行时间最长的粒子的运动轨迹应与磁场右边界相切,其轨迹如图17所示.由几何关系可知,弧长OM等于弧长OP(1分)由对称性可知，弧长ＭＥ等于弧长OP(1分)所以从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间ｔｍ=2t0(2分)图17【答案】⑴R=a，=⑵速度与y轴的正方向的夹角范围是≤θ≤⑶从粒子发射到全部离开所用时间为2t0[2.
5、（2010·全国Ⅱ理综·T26）（21分）图中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为V;两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为-7-，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG(EF边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF边中点H射入磁场区域。不计重力（1）已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG后，
6、从边界EF穿出磁场，求离子甲的质量。（2）已知这些离子中的离子乙从EG边上的I点（图中未画出）穿出磁场，且GI长为，求离子乙的质量。(3)若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。【命题立意】本题通过设计速度选择器、特殊磁场区域，对离子受力分析和运动分析，考查了考生的理解能力、推理能力、综合运用数学知识解决物理问题的能力。【思路点拨】解答本题时,可参照以下解题步骤:关键点(1)离子通过复合场做直线运动，则磁场力和向下的电场力平衡
7、。(2)离子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力为向心力列式求解。(3)注意临界值与圆的知识的运用。【规范解答】（1）由题意知，所有离子在平行金属板之间做匀速直线运动，它所受到的向上的磁场力和向下的电场力平衡，有w①式中，是离子运动的速度，是平行金属板之间的匀强电场的强度，有②www由①②式得③在正三角形磁场区域，离子甲做匀速圆周运动。设离子甲质量为，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有④式中，是离子甲做圆周运动的半径。离子甲在磁场中的运动轨迹为半圆，圆心为；这半圆刚好与边相切于点，与边交于点。在中，垂直
8、于。由几何关系得⑤由⑤式得r=（－）a⑥联立③④⑥式得，离子甲的质量为m＝(－) ⑦(2)同理，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有ww ⑧-7-式中，和分别为离子乙的质量和做圆周运动的轨道半径。离子乙运动的圆周的圆心必在两点之间，由几何关系有⑨ww由⑨式得⑩w联立③⑧⑩式得，离子乙的质量为w(3)对于最轻的离子，其质量为，由④式知，它在磁场中做半径为的匀速圆周运动。因而与的交点为，有（1）www当这些离子中的离子质量逐渐增大到m时，离子到达磁场边界上的点的位置从点沿边变到点；
