高考物理一輪總復習 高考必考題突破講座8 帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題課件.ppt

,磁場,第八章,高考必考題突破講座(八)：帶電粒子在有界磁場中的臨界、極值問題,欄目導航,解題方法1動態(tài)放縮法當粒子的入射方向不變而速度大小可變時，粒子做圓周運動的軌跡圓圓心一定在入射點所受洛倫茲力所表示的射線上，但位置(半徑R)不確定，用圓規(guī)作出一系列大小不同的軌跡圓，從圓的動態(tài)變化中即可發(fā)現(xiàn)“臨界點”，如圖甲臨界情景為和.,2定圓旋轉(zhuǎn)法當粒子的入射速度大小確定而方向不確定時，所有不同方向入射的粒子的軌跡圓是一樣大的，只是位置繞入射點發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，從定圓的動態(tài)旋轉(zhuǎn)(作圖)中，也容易發(fā)現(xiàn)“臨界點”另外，要重視分析時的尺規(guī)作圖，規(guī)范而準確的作圖可突出幾何關系，使抽象的物理問題更形象、直觀，如圖乙3數(shù)學解析法寫出軌跡圓和邊界的解析方程，應用物理和數(shù)學知識求解,例1(2017江蘇蘇州一模)如圖所示，在屏蔽裝置底部中心位置O點放一醫(yī)用放射源，可通過細縫沿扇形區(qū)域向外輻射速率為v3.2106m/s的粒子已知屏蔽裝置寬AB9cm，縫長AD18cm，粒子的質(zhì)量m6.641027kg，電荷量q3.21019C若在屏蔽裝置右側(cè)條形區(qū)域內(nèi)加一勻強磁場來隔離輻射，磁感應強度B0.332T，方向垂直于紙面向里，整個裝置放于真空環(huán)境中,(1)若所有的粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)的右側(cè)穿出，則磁場的寬度d至少是多少？(2)若條形磁場的寬度d20cm，則射出屏蔽裝置的粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間各是多少？(結(jié)果可帶根號),由題意及幾何關系可知：若條形磁場區(qū)域的右邊界與沿OD方向進入磁場的粒子的圓周軌跡相切，則所有粒子均不能從條形磁場隔離區(qū)右側(cè)穿出，此時磁場的寬度最小，如圖甲所示,角度1速度方向一定，大小不同帶電粒子源發(fā)射速度方向一定，大小不同的帶電粒子進入勻強磁場中，這些帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑隨速度的變化而變化若粒子從定點P以速度v0射入磁場，則軌跡圓心一定在PP直線上(PPv0)，將半徑放縮作軌跡，從而得到臨界條件,例1(2014重慶卷)如圖所示，在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強電場，同時該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強磁場，磁感應強度大小分別為B和2B，KL為上下磁場的水平分界線，在NS和MT邊界上，距KL高h處分別有P、Q兩點，NS和MT間距為1.8h質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子從P點垂直于NS邊界射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運動，重力加速度為g.,(1)求電場強度的大小和方向；(2)要使粒子