高考物理大一轮复习 第九章 磁场 能力课1 带电粒子在磁场中运动的临界极值问题课件 粤教版

能力课能力课1带电粒子在磁场中运动的带电粒子在磁场中运动的临界极值问题临界极值问题图图1答案答案D图图2答案答案C图图3答案答案C图图4(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向夹角与初速度方向夹角为为60，要想使该粒子经过磁场后第一次通过，要想使该粒子经过磁场后第一次通过A点，则初速度点，则初速度的大小是多少？的大小是多少？(2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少？甲甲乙乙图图5图图(a)图图(b)(1)电场强度电场强度E的大小；的大小；(2)粒子到达粒子到达a点时速度的大小和方向；点时速度的大小和方向；(3)abc区域内磁场的磁感应强度区域内磁场的磁感应强度B的最小值。的最小值。图图6解决带电粒子的临界问题的技巧方法解决带电粒子的临界问题的技巧方法(1)数学方法和物理方法的结合：如利用数学方法和物理方法的结合：如利用“矢量图矢量图”“”“边界条边界条件件”等求临界值，利用等求临界值，利用“三角函数三角函数”“”“不等式的性质不等式的性质”“”“二二次方程的判别式次方程的判别式”等求极值。等求极值。(2)临界问题的一般解题流程临界问题的一般解题流程方法技巧方法技巧 (3)(3)从关键词找突破口：许多临界问题，题干中常用从关键词找突破口：许多临界问题，题干中常用“恰恰好好”、“最大最大”、“至少至少”、“不相撞不相撞”、“不脱离不脱离”等词等词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语挖掘其隐藏的规律，找出临界条件。语挖掘其隐藏的规律，找出临界条件。1(2016湖北仙桃湖北仙桃)如图如图7所示，一半径为所示，一半径为R的圆形区域内有垂的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为，电荷量为q的正电荷的正电荷(重力忽略不计重力忽略不计)以速度以速度v沿正对着圆心沿正对着圆心O的方向射入磁场，从的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了磁场中射出时速度方向改变了角。磁场的磁感应强度大小为角。磁场的磁感应强度大小为()图图7答案答案B2(2017北京朝阳二练北京朝阳二练)如图如图8所示，在所示，在MNQP中有一垂直纸面中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以以不同的速率从不同的速率从O点沿垂直于点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知它们的轨迹。已知O是是PQ的中点，不计粒子重力。下列说法的中点，不计粒子重力。下列说法中正确的是中正确的是()图图8A粒子粒子a带负电，粒子带负电，粒子b、c带正电带正电B射入磁场时粒子射入磁场时粒子a的速率最小的速率最小C射出磁场时粒子射出磁场时粒子b的动能最小的动能最小D粒子粒子c在磁场中运动的时间最长在磁场中运动的时间最长答案答案D图图9A粒子有可能打到粒子有可能打到A点点B以以60飞入的粒子在磁场中运动时间最短飞入的粒子在磁场中运动时间最短C以以30飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D在在AC边界上只有一半区域有粒子射出边界上只有一半区域有粒子射出答案答案AD图图10(1)求粒子经过求粒子经过y轴时的位置到原点轴时的位置到原点O的距离；的距离；(2)若要使粒子不能进入第若要使粒子不能进入第象限，求磁感应强度象限，求磁感应强度B的取值范围的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)。解析解析(1)设粒子在电场中运动时间为设粒子在电场中运动时间为t，粒子经过，粒子经过y轴时的位置轴时的位置与原点与原点O的距离为的距离为y，则，则(2)粒子经过粒子经过y轴时在电场方向的分速度为：轴时在电场方向的分速度为：vxat2107 m/s