（全國(guó)）高二物理暑期作業(yè) 復(fù)習(xí)方法策略16講 第12講 用好“幾何作圖”解決磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)(2021年最新整理)

1、（全國(guó)）2017年高二物理暑期作業(yè) 復(fù)習(xí)方法策略16講 第12講 用好“幾何作圖”解決磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)（全國(guó)）2017年高二物理暑期作業(yè) 復(fù)習(xí)方法策略16講 第12講 用好“幾何作圖”解決磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（全國(guó)）2017年高二物理暑期作業(yè) 復(fù)習(xí)方法策略16講 第12講 用好“幾何作圖”解決磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，

2、如果覺(jué)得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為（全國(guó)）2017年高二物理暑期作業(yè) 復(fù)習(xí)方法策略16講 第12講 用好“幾何作圖”解決磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的全部?jī)?nèi)容。15第12講用好“幾何作圖”解決磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)高考熱點(diǎn)1帶電粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)2帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)分析：確定圓心,畫(huà)出軌跡由幾何方法確定并計(jì)算半徑根據(jù)圓心角，由公式tt計(jì)算在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間2涉及的物理規(guī)律：由牛頓第二定律建立的洛倫茲力提供向心力的關(guān)系bqv和周期關(guān)系t.例1 (2016全國(guó)卷1

3、8）一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所示圖中直徑mn的兩端分別開(kāi)有小孔，筒繞其中心軸以角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)在該截面內(nèi),一帶電粒子從小孔m射入筒內(nèi)，射入時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與mn成30角當(dāng)筒轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，該粒子恰好從小孔n飛出圓筒不計(jì)重力若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為()圖1a。 b. c. d。變式1 (2016全國(guó)卷18）平面om和平面on之間的夾角為30,其橫截面（紙面）如圖2所示,平面om上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向垂直于紙面向外一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q（q0）粒子沿紙面以大小為v的速度從om的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng)，

4、速度與om成30角已知該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與on只有一個(gè)交點(diǎn)，并從om上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)不計(jì)重力粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到兩平面交線o的距離為(）圖2a. b。 c. d。規(guī)律總結(jié)軌道圓的“三個(gè)”確定1確定圓心o：(1）已知入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、入射方向和出射方向時(shí)，可過(guò)入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作入射方向和出射方向的垂線，兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心(如圖3甲所示，圖中p為入射點(diǎn)，m為出射點(diǎn)）（2）已知入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的位置及入射方向時(shí),可以通過(guò)入射點(diǎn)作入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心（如圖乙所示，p為入射點(diǎn)，m為出射點(diǎn))圖32確定半徑r:(1)物理方法-

5、r；（2)幾何方法一般由三角關(guān)系及圓的知識(shí)來(lái)計(jì)算確定3確定圓心角(也叫回旋角)與時(shí)間t:粒子的速度偏向角等于回旋角,且有tt，(l為對(duì)應(yīng)的圓弧弧長(zhǎng))，t。二、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),不管磁場(chǎng)邊界為何種形式(單邊界、雙邊界、三角形、圓形、多邊形等)，都應(yīng)抓住關(guān)鍵的一點(diǎn)，即設(shè)法把磁場(chǎng)的邊界條件和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑規(guī)劃到同一個(gè)三角形中去，便于確定半徑和圓心角此類問(wèn)題中，確定圓心的過(guò)程也就是建立空間三角形的過(guò)程，注意在三角形中體現(xiàn)速度的偏轉(zhuǎn)角、磁場(chǎng)寬度、粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑等因素例2如圖4所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，不加磁場(chǎng)時(shí)，不計(jì)重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿

6、過(guò)此區(qū)域的時(shí)間為t.若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子仍以原來(lái)的初速度入射，粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)偏離原方向60，利用以上數(shù)據(jù)求：圖4 (1）帶電粒子的比荷；（2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期變式2上例改為：如圖5所示，在一圓形區(qū)域內(nèi)，不加磁場(chǎng)時(shí)，不計(jì)重力的帶電粒子以某一初速度沿直徑從左邊界射入，穿過(guò)此區(qū)域的時(shí)間為t.若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子仍以原來(lái)的初速度入射，粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)偏離原方向60,利用以上數(shù)據(jù)求：圖5 (1）帶電粒子的比荷;(2）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期規(guī)律總結(jié)圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱規(guī)律1從直線邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度方向

7、與邊界的夾角與入射速度與邊界的夾角相等,如圖6、7、8所示圖6圖7圖82在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿半徑射入的粒子，必沿半徑射出，如圖9所示圖9三、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界與極值問(wèn)題1剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切2當(dāng)速度v一定時(shí)，弧長(zhǎng)(或弦長(zhǎng))越長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)3當(dāng)速率v變化時(shí),圓心角越大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)4做圖盡量準(zhǔn)確，通過(guò)畫(huà)動(dòng)態(tài)圓，確定臨界狀態(tài)例3兩極板m、n相距為d，板長(zhǎng)為5d，兩板未帶電，板間有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖10所示,一大群電子沿平行于板的方向從各個(gè)位置以速度v射入板間，為了使電子都不從板間穿出，磁感應(yīng)強(qiáng)度b的范

8、圍為多少？(設(shè)電子電荷量為e,質(zhì)量為m)圖10變式3如圖11所示，帶有正電荷的a粒子和b粒子同時(shí)以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的o點(diǎn)分別以30和60(與邊界的夾角)射入磁場(chǎng)，又恰好都不從另一邊界飛出，則下列說(shuō)法中正確的是(）圖11aa、b兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為ba、b兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為ca、b兩粒子的之比為da、b兩粒子的之比為規(guī)律總結(jié)解決帶電粒子在磁場(chǎng)中的臨界問(wèn)題的關(guān)鍵在于1運(yùn)用動(dòng)態(tài)思維，尋找臨界點(diǎn)，確定臨界狀態(tài)2根據(jù)粒子的速度方向找出半徑方向,同時(shí)由磁場(chǎng)邊界和題設(shè)條件畫(huà)好軌跡、定好圓心，建立幾何關(guān)系3平行邊界的臨界條件（如圖12所示）圖12

9、題組1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1如圖13所示,正方形區(qū)域abcd中有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)粒子(不計(jì)重力）以一定速度從ab邊的中點(diǎn)m沿既垂直于ab邊又垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，正好從ad邊的中點(diǎn)n射出若將磁感應(yīng)強(qiáng)度b變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,其他條件不變，則這個(gè)粒子射出磁場(chǎng)的位置是（）圖13aa點(diǎn) bnd之間的某一點(diǎn)ccd之間的某一點(diǎn) dbc之間的某一點(diǎn)2.如圖14是三個(gè)從o點(diǎn)同時(shí)發(fā)出的正、負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,可以判定(）圖14aa、b是正電子，c是負(fù)電子，a、b、c同時(shí)回到o點(diǎn)ba、b是負(fù)電子，c是正電子，a首先回到o點(diǎn)ca、b是負(fù)電子，c是正電子，b首先回到o點(diǎn)da

10、、b是負(fù)電子，c是正電子，a、b、c同時(shí)回到o點(diǎn)3（多選)如圖15所示,在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量均相同的正、負(fù)粒子（不計(jì)重力影響），從o點(diǎn)以相同的速度先后射入磁場(chǎng)中，入射方向與邊界成角，則正、負(fù)粒子在磁場(chǎng)中（）圖15a運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同b運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相同c重新回到邊界時(shí)速度的大小和方向相同d重新回到邊界的位置與o點(diǎn)的距離相等4.質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子m和n，以不同的速率經(jīng)小孔s垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)行的半圓軌跡如圖16中虛線所示下列表述正確的是（)圖16am帶負(fù)電,n帶正電bm的速率小于n的速率c洛倫茲力對(duì)m、n做正功dm的運(yùn)行時(shí)間大于n的運(yùn)行時(shí)間題組2帶電粒子在有

11、界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)5（2016四川理綜4)如圖17所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tb，當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tc，不計(jì)粒子重力則()圖17avbvc12，tbtc21 bvbvc22，tbtc12cvbvc21，tbtc21 dvbvc12，tbtc126.如圖18所示，半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）從a點(diǎn)以速度v0垂直于磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)中，并從b點(diǎn)射出，若aob120，則該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的

12、時(shí)間為（)圖18a. b.c. d。7(多選)如圖19所示，質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子,以不同的初速度兩次從o點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)和磁場(chǎng)邊界向上射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下分別從m、n兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)，測(cè)得omon34，則下列說(shuō)法中正確的是()圖19a兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間之比為34b兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)度之比為34c兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為34d兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為438.帶電粒子的質(zhì)量m1.71027 kg，電荷量q1.61019 c，以速度v3.2106 m/s沿垂直于磁場(chǎng)同時(shí)又垂直于磁場(chǎng)邊界的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

13、為b0.17 t，磁場(chǎng)的寬度l10 cm，如圖20所示圖20 （1)求帶電粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小和偏轉(zhuǎn)角(2）求帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及出磁場(chǎng)時(shí)偏離入射方向的距離題組3帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界、極值問(wèn)題9(多選)如圖21所示，寬h4 cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，縱向范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向內(nèi),現(xiàn)有一群帶正電的粒子從o點(diǎn)以相同的速率沿紙面不同方向進(jìn)入磁場(chǎng)，若粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑均為r10 cm，則 （）圖21a右邊界：8 cmy8 cm有粒子射出b右邊界：y8 cm有粒子射出c左邊界：y8 cm有粒子射出d左邊界：0y16 cm有粒子射出10.如圖22所示,abc為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的邊長(zhǎng)為a的等邊三等形，磁場(chǎng)垂直紙面向外,比荷為的電子以速度v0從a點(diǎn)沿ab方向射入,欲使電子能經(jīng)過(guò)bc邊,則磁感應(yīng)強(qiáng)度b的取值應(yīng)為(）圖22ab bbcb db 11如圖23所示，邊界oa與oc之間分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界oa上有一粒子源s。某一時(shí)刻，從s平行于紙面向各個(gè)方向發(fā)射出大量帶正電的同種粒子(不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用），所有粒子的初