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2019-2020年高考物理 26帶電粒子在有邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)精解分析 高頻考點(diǎn)：帶電粒子在正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng) 動(dòng)態(tài)發(fā)布：xx海南物理卷第10題、xx四川延考區(qū)理綜第19題、xx四川理綜第21題 命題規(guī)律：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)，是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，常設(shè)置新情境來考查對(duì)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)的掌握情況。解答此類試題需要畫出軌跡圖，需要結(jié)合幾何關(guān)系，確定圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、圓心和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)常與其他知識(shí)綜合出題。題型既有選擇題，又有計(jì)算題，多為中等或較難題。 考查方式一 考查帶電粒子在正方形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【命題分析】帶電粒子在有邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，重點(diǎn)在邊界條件，要通過畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析比較，要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用。此類考題，難度中等。 例1：（xx海南物理卷第10題）空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖2中的正方形為其邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不計(jì)重力。下列說法正確的是 A.入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同 B. 入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同 C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同 D.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大 【解析】：由洛侖茲力提供向心力，qvB=m可得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑r=mv/qB， 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=θr/v=θm/qB，(θ為運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角），顯然入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大，選項(xiàng)BD正確；對(duì)于從O點(diǎn)所在的邊上射出的粒子，由于速度不同，軌跡可以不同，但軌跡所對(duì)的圓心角均相同為180，時(shí)間為半個(gè)周期，時(shí)間相同，因而選項(xiàng)AC錯(cuò)誤。 【標(biāo)準(zhǔn)答案】BD 考查方式二 考查帶電粒子在一邊有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【命題分析】帶電粒子在一邊有邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，重點(diǎn)在邊界條件，帶電粒子從邊界射入后又從該邊界射出，其軌跡具有對(duì)稱性。要通過畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分析比較，要【標(biāo)準(zhǔn)答案】D 考查方式三 考查帶電粒子在半圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【命題分析】帶電粒子在半圓形邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)首先要根據(jù)洛倫茲力提供向心力分析得出粒子運(yùn)動(dòng)半徑。此類題一般為選擇題，難度中等。 例3（xx四川理綜第21題）如圖所示，長(zhǎng)方形abcd 長(zhǎng)ad=0.6m，寬ab=0.3m，O、e分別是ad、bc的中點(diǎn)，以ad為直徑的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(邊界上無磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T。一群不計(jì)重力、質(zhì)量m=310-7kg、電荷量q=+210-3C的帶電粒子以速度v=5102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)區(qū)域 A．從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在Oa邊 B．從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在ab邊 C．從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在Oa邊和ab邊 D．從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在ab邊和be邊 【解析】：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，qvB=mv2/R，R=mv/qB=0.3m=ab，所以從Od邊射入的粒子全部從ab、be邊射出，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤；從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在ab邊和be邊，選項(xiàng)D正確B錯(cuò)誤。 【標(biāo)準(zhǔn)答案】D