2019-2020年高考物理 26带电粒子在有边界的匀强磁场中的运动精解分析.doc

2019-2020年高考物理 26带电粒子在有边界的匀强磁场中的运动精解分析高频考点：带电粒子在正方形边界的匀强磁场中的圆周运动动态发布：xx海南物理卷第10题、xx四川延考区理综第19题、xx四川理综第21题 命题规律：带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，是高考考查的重点和热点，常设置新情境来考查对带电粒子在匀强磁场中的圆周运动知识的掌握情况。解答此类试题需要画出轨迹图，需要结合几何关系，确定圆周运动的半径、圆心和运动时间。考查带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动经常与其他知识综合出题。题型既有选择题，又有计算题，多为中等或较难题。考查方式一 考查带电粒子在正方形边界的匀强磁场中的运动【命题分析】带电粒子在有边界的匀强磁场中的运动，重点在边界条件，要通过画出粒子运动轨迹进行分析比较，要注意几何关系的应用。此类考题，难度中等。例1：（xx海南物理卷第10题）空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图2中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大【解析】：由洛仑兹力提供向心力，qvB=m可得粒子在磁场中运动轨迹半径r=mv/qB， 运动时间t=r/v=m/qB，(为运动轨迹所对的圆心角），显然入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大，选项BD正确；对于从O点所在的边上射出的粒子，由于速度不同，轨迹可以不同，但轨迹所对的圆心角均相同为180，时间为半个周期，时间相同，因而选项AC错误。【标准答案】BD考查方式二 考查带电粒子在一边有界的匀强磁场中的运动【命题分析】带电粒子在一边有边界的匀强磁场中的运动，重点在边界条件，带电粒子从边界射入后又从该边界射出，其轨迹具有对称性。要通过画出粒子运动轨迹进行分析比较，要【标准答案】D考查方式三 考查带电粒子在半圆形边界的匀强磁场中的运动【命题分析】带电粒子在半圆形边界的匀强磁场中的运动首先要根据洛伦兹力提供向心力分析得出粒子运动半径。此类题一般为选择题，难度中等。例3（xx四川理综第21题）如图所示，长方形abcd 长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=310-7kg、电荷量q=+210-3C的带电粒子以速度v=5102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域 A从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边 B从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边 C从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边 D从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边 【解析】：带电粒子在匀强磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，qvB=mv2/R，R=mv/qB=0.3m=ab，所以从Od边射入的粒子全部从ab、be边射出，选项AC错误；从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边，选项D正确B错误。 【标准答案】D