- 高考物理磁场压轴
高考物理磁场压轴题通常会涉及到磁场的基本性质、带电粒子在磁场中的运动以及磁场和电场的综合等问题。具体来说,可能会考察以下内容:
1. 磁场的概念和性质:磁感应强度、安培力、洛伦兹力、左手定则、右手定则等概念,以及磁场对运动电荷、电流和磁极的作用力。
2. 带电粒子在磁场中的运动:会涉及到带电粒子的受力、运动轨迹、速度、半径、偏转角等多个因素,可能考察带电粒子在磁场中的匀速圆周运动,或者考察出现一些特殊角度或边界情况的题目。
3. 磁场和电场的综合:可能会考察电场和磁场的复合场问题,以及带电粒子在复合场中的运动轨迹等。
为了应对高考物理磁场压轴题,建议加强磁场基本概念和性质的理解,熟练掌握带电粒子在磁场中的运动规律,并加强综合训练。此外,还需要特别关注一些特殊角度或边界情况的题目,以及电场和磁场的复合场问题。
相关例题:
题目:
在直角坐标系$xOy$中,一个矩形区域$ABCD$,其中A、B、C、D四点坐标分别为$(x_{A},y_{A})$、$(x_{B},y_{B})$、$(x_{C},y_{C})$、$(x_{D},y_{D})$,其中$x_{A} = 0$,$y_{A} = 0$。在矩形区域内存在匀强磁场,其方向垂直于纸面向外。已知矩形区域的左侧边界平行于$x$轴,右侧边界平行于$y$轴,且磁感应强度的大小为$B$。一个质量为$m$、电荷量为$q$的粒子从矩形区域的上方边缘C处射入磁场,入射方向与$y$轴负方向的夹角为$\theta $。不计粒子重力。
(1)求粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)当粒子从矩形区域的上方边缘D处射入磁场时,求粒子在磁场中运动的时间;
(3)当粒子从矩形区域的上方边缘C处射入磁场时,若要使粒子在磁场中运动的最短时间,求矩形区域ABCD的边长AB和BC的长度。
解答:
【分析】
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力列式求解半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间与半径有关,根据几何关系求解时间;
(3)粒子在磁场中运动的最短时间时,圆心在坐标原点,根据几何关系求解矩形区域ABCD的边长AB和BC的长度。
【解答】
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得:$qvB = m\frac{v^{2}}{r}$解得:$r = \frac{mv}{qB}$
(2)粒子在磁场中运动的时间为:$t = \frac{2\pi r}{v} = \frac{2\pi m}{qB}$
(3)当粒子在磁场中运动的最短时间时,圆心在坐标原点,此时矩形区域ABCD的边长AB和BC的长度分别为:$l_{AB} = 2r\sin\theta ,l_{BC} = 2r\cos\theta$解得:$l_{AB} = \frac{mv\sin\theta}{qB}$ $l_{BC} = \frac{mv\cos\theta}{qB}$所以矩形区域ABCD的边长AB和BC的长度分别为$\frac{mv\sin\theta}{qB}$和$\frac{mv\cos\theta}{qB}$。
【分析】
本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动问题,涉及了粒子在磁场中的受力分析、圆周运动规律以及几何关系的应用等知识,综合性较强,难度较大。
【解答】
解:本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动问题,涉及了粒子在磁场中的受力分析、圆周运动规律以及几何关系的应用等知识,综合性较强,难度较大。
【分析】
(1)根据左手定则可知,粒子在磁场中受到垂直于纸面向外的洛伦兹力;
(2)根据几何关系可知,粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为$\frac{\pi}{4}$;
(3)根据几何关系可知,当圆心角为$\frac{\pi}{4}$时,圆心在坐标原点;此时矩形区域ABCD的边长AB和BC的长度分别为$\frac{mv\sin\theta}{qB}$和$\frac{mv\cos\theta}{qB}$。
【解答】
解:当圆心角为$\frac{\pi}{4}$时,圆心在坐标原点;此时矩形区域ABCD的边长AB和BC的长度分别为$\frac{mv\sin\theta}{qB}$和$\frac{mv\cos\theta}{qB}$。
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