2018年高考物理二轮核心考点总动员考点08+带电粒子在磁场及复合场中的运动

2018届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】 考点08 带电粒子在磁场及复合场中的运动 【命题意图】 本题考查带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时遵循的规律，涉及向心力、洛伦兹力、圆周运动知识，意在考查考生对物理规律的理解能力和综合分析能力。 【专题定位】 本考点既是重点，更是难点，这类问题的特点是电场、磁场和重力场中的两者或三者先后相互组合，带电粒子的运动形式包含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等，涉及的方法和规律包括牛顿运动定律、功能关系等，对综合分析能力和运用数学知识解决物理问题的能力要求较高，综合性强。对于此类问题，应在准确审题的前提下，熟练掌握电场和磁场中两类曲线运动的分析方法。 【考试方向】 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题，是高考考查的重点和热点，可能以选择题单独命题，但更多的是结合其他知识以计算题的形式考查。 【应考策略】 【得分要点】 1、带电体在磁场中的临界问题的处理基本思路 （1）画轨迹：即画出运动轨迹，并确定圆心，用几何方法求半径． （2）找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系． （3）用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式． 2、带电粒子在有界磁场中运动的几种常见情形 （1）直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示) （2）平行边界(存在临界条件，如图所示) （3）圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示) 3、带电粒子在匀强磁场中的运动 找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，建立运动时间t和转过的圆心角θ之间的关系是解题的关键． （1）圆心的确定 ①已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图10甲所示，图中P为入射点，M为出射点)． ②已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点)． （2）半径的确定 可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小． （3）运动时间的确定：电荷在匀强电场和匀强磁场中的运动规律不同．运动电荷穿出有界电场的时间与其入射速度的方向和大小有关，而穿出有界磁场的时间则与电荷在磁场中的运动周期有关．在解题过程中灵活运用运动的合成与分解和几何关系是解题关键；粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时，其运动时 间表示为：T(或) 【2017年高考选题】 【结束】【2017·新课标Ⅱ卷】如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同的方向射入磁场。若粒子射入速率为，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则为 A． B． C． D． 【答案】C 【考点定位】带电粒子在磁场中的运动 【名师点睛】此题是带电粒子在有界磁场中的运动问题；解题时关键是要画出粒子运动的轨迹草图，知道能打到最远处的粒子运动的弧长是半圆周，结合几何关系即可求解。 【知识精讲】 1.带电粒子在电场中常见的运动类型 (1)匀变速直线运动：通常利用动能定理qU＝mv2－mv来求解.对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解. (2)偏转运动：一般研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题.对于类平抛运动可直接利 ... ...