第54讲 带电粒子在有界磁场中的运动 2026年高考物理一轮复习精讲课件

高中物理一轮复习系列课件 制作：陈庆威 第54讲（11.3 ）: 带电粒子在有界 匀强磁场中的运动 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 考点 CONTENT 在有界匀强磁场中的运动 多解问题 01 02 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 带电粒子在有界 匀强磁场中的运动 考点一 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 01. 1.直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示) 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 02. 2.平行边界(往往存在临界条件，如图所示) 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 03. 3.圆形边界(进出磁场具有对称性) (1)沿径向射入必沿径向射出，如图甲所示。 (2)不沿径向射入时，如图乙所示。 射入时粒子速度方向与半径 的夹角为θ，射出磁场时速度 方向与半径的夹角也为θ。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 04. 例题1 【参考答案】AC （多选）如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c三个带电粒子，它们在纸面内从边的中点垂直于边射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则下列说法正确的是（    ） A．粒子a带正电，粒子b、c带负电 B．若三个粒子比荷相同，则粒子c在磁场中的速度最大 C．若三个粒子入射的速度相同，则粒子c在磁场中的加速度最大 D．若三个粒子入射的动量相同，则粒子b的带电荷量最大 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 05. 解析 A．由左手定则可知a带正电，b、c带负电，故A正确； BCD．由图可知Rb＞Ra＞Rc，由粒子在磁场中的运动时洛伦兹力产生向心加速度解得，， 若三个粒子比荷相同，则粒子c在磁场中的运动速度最小；若三个粒子入射的速度相同，则粒子c在磁场中的加速度最大；若三个粒子入射的动量相同，则粒子c的带电荷量最大，故BD错误，C正确。 故选AC。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 06. 例题2 如图所示，长方形长，宽，、分别是、的中点，以为直径的半圆内有垂直于纸面向里的匀强磁场（边界上无磁场），磁感应强度。一群不计重力、质量、电荷量的带电粒子。以速度沿垂直方向且垂直于磁场射入磁场区域，不考虑粒子间的相互作用。 (1)若从点射入的带电粒子刚好沿直线射出，求空间 所加电场的大小和方向。 (2)若只有磁场时，某带电粒子从点射入，求该粒子从 长方形射出的位置。 【答案】(1)125V/m   竖直向下 (2)从e点上方距离e点0.22m射出磁场 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 07. 解析 （1）带电粒子刚好沿Oe直线射出，根据平衡条件，有解得 根据左手定则可知粒子受到竖直向上的洛伦兹力，电场力方向竖直向下，所以电场方向竖直向下。 （2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，得,解得r=0.3m 带电粒子进入磁场时所受的洛伦兹力向上，则粒子轨迹的圆心为a点，如图所示 设粒子从ae弧上f点射出磁场，因为， 所以为等边三角形， 粒子经过磁场速度的偏向角 得 故带电粒子从e点上方距离e点0.22m射出磁场。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 在有界匀强磁场中运动的多解问题 考点二 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 有界匀强磁场中运动的多解问题 01. 多解分类 多解原因 示意图 带电粒子电性不确定 带电粒子可能带正电或负电，粒子在磁场中的运动轨迹不同   磁场方向不确定 题目只告诉了磁感应强度的大小及方向垂直纸面，而未具体指出磁感应强度的方向，必须考虑磁感应强度方向有两种情况   高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 有界匀强磁场中运动的多解问题 02. 多解分类 多解原因 示意图 临界状态不唯一或速度大小不确定 带电粒子在穿过有界磁场时，可能直接穿过去，也可能从入射界面反向射出   运动的 往复性 带电粒子在空间运动时，往往具有往复性   高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 03. 例题3 如图所示，边长为正方形区域内无磁场，正方形中线将区域外左右两侧分成两个磁感应强度均为的匀强磁场区域，右侧磁场方向垂直于纸面向外，左侧磁场方向垂直于纸面向里。现将一质量为，电荷量为的正粒子从中点以某一速率垂直于射入磁场，不计粒子的重力，则关于粒子的运动， 下列说法正确的是（　　） 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 04. 例题3 【参考答案】C A．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的最大速度为 B．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为 C．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为 D．若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 05. 解析 根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有解得若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子可能的运动轨迹如图所示，由几何关系可得 解得 当时，速度最大为 当时 当时 则粒子的速度不可能为。故选C。 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 06. 例题4 如图所示，某平面内有折线PAQ为磁场的分界线，已知∠A＝90°，AP＝AQ＝L．在折线的两侧分布着方向相反，与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子从P点沿PQ方向射出，途经A点到达Q点，不计粒子重力．求粒子初速度v应满足的条件及粒子从P经A到达Q所需 时间的最小值． 【答案】     高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 07. 解析 根据运动的对称性，粒子能从P经A到达Q，运动轨迹如图所示，由图可得：L＝nx，其中x为每次偏转圆弧对应的弦长，由几何关系知，偏转圆弧对应的圆心角为或．设粒子运动轨迹的半径为R，由几何关系可得：2R2＝x2，解得：又解得： 当n取奇数时，粒子从P经A到Q过程中圆心角的总和为： 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 例题精选 08. 解析 从P经A到Q的总时间为： 当n取偶数时，粒子从P经A到Q过程中圆心角的总和为： 从P经A到Q的总时间为： 综合上述两种情况，可得粒子从P经A到达Q所用时间的最小值为： 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 THANKS 高中物理一轮复习系列课件 微信公众号：高中物理研究 $