内容正文:
章末提升创新应用(十)
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一轮· 物理
新思维新突破 强化思维过程
典例 (2019·全国Ⅰ卷)如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。求:
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(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
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思维过程科学化、可视化、规范化
审情境⇒物理建模 模型1 从静止开始经电压U加速⇒分析得到:电场中的加速模型
模型2 带电粒子垂直磁场方向射入磁场⇒分析得到:匀速圆周运动模型
模型3 粒子在某点射出磁场,不计重力⇒分析得到:匀速直线运动模型
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写答案⇒规范生成
解析:(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速后的速度大小为v。由动能定理有
qU=mv2①
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如图所示,在第一象限内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场Ⅰ,第二象限内存在水平向右的匀强电场,第三、四象限内存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场Ⅱ。一质量为m、电荷量为+q的粒子,从x轴上M点以某一初速度垂直于x轴进入第四象限,在xOy平面内,以原点O为圆心做半径为R0的圆周运动;随后进入电场运动至y轴上的N点,沿与y轴正方向成45°角离开电场;
在磁场Ⅰ中运动一段时间后,再次垂直于x轴进
入第四象限。不计粒子重力。求:
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(1)带电粒子从M点进入第四象限时初速度的大小v0;
规范答题
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(2)电场强度的大小E;
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(3)磁场Ⅰ的磁感应强度的大小B1。
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解析:(3)粒子的轨迹如图所示。
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评价项目(100分) 自评得分
书写工整,卷面整洁(20分)
必要的文字说明或草图,指明研究对象、过程、所用规律(20分)
规范列式,无连等式、无变形后公式(20分)
突出重要过程的主要公式,重要公式、重要结果独立一行(20分)
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评价项目(100分) 自评得分
结果规范,中间关键节点有结果,矢量指明方向(20分)
总分(100分)
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