高考物理模型组合讲解 磁偏转模型

高考物理模型组合讲解 磁偏转模型内容摘要：

1、 第 1 页 模型组合讲解 磁偏转模型模型概述带电粒子在垂直进入磁场做匀速圆周运动。 但从近年的高考来看，带电粒子垂直进入有界磁场中发生偏转更多，其中运动的空间还可以是组合形式的，如匀强磁场与真空组合、匀强磁场、匀强电场组合等，这样就引发出临界问题、数学等诸多综合性问题。 模型讲解例. （2005 年物理高考科研测试）一质点在一平面内运动，其轨迹如图 1 所示。 它从A 点出发，以恒定速率 经时间 t 到 B 点，图中 x 轴上方的轨迹都是半径为 R 的半圆，下0r 的半圆。 （1）求此质点由 A 到 B 沿 x 轴运动的平均速度。 （2）如果此质点带正电，且以上运动是在一恒定（不随时间而变）的磁场中发 2、生的，试尽可能详细地论述此磁场的分布情况。 不考虑重力的影响。 图 1解析：（1）由 A 到 B，若上、下各走了 N 个半圆，则其位移)(2其所经历的时间 0)(所以沿 x 方向的平均速度为 )(20（2）I. 根据运动轨迹和速度方向，可确定加速度（向心加速度） ，从而确定受力的方向，再根据质点带正电和运动方向，按洛伦兹力的知识可断定磁场的方向必是垂直于纸面向外。 x 轴以上和以下轨迹都是半圆，可知两边的磁场皆为匀强磁场。 x 轴以上和以下轨迹半圆的半径不同，用 B 上 和 B 下 分别表示上、下的磁感应强度，用 m、q 和 v 分别表示带电质点的质量、电量和速度的大小；则由洛伦兹力和牛顿定律可知， 3、，由此可得 ，即下面磁感应强度是上面的下上 、 上倍。 r模型要点 第 2 页 从圆的完整性来看：完整的圆周运动和一段圆弧运动，即不完整的圆周运动。 无论何种问题，其重点均在圆心、半径的确定上，而绝大多数的问题不是一个循环就能够得出结果的，需要有一个从定性到定量的过程。 回旋模型三步解题法：画轨迹：已知轨迹上的两点位置及其中一点的速度方向；已知轨迹上的一点位置及其速度方向和另外一条速度方向线。 找联系：速度与轨道半径相联系：往往构成一个直角三角形，可用几何知识（勾股定理或用三角函数）已知角度与圆心角相联系：常用的结论是“一个角两边分别与另一个角的两个边垂直，两角相等或互余” ；时间与周期相联系： ；2 4、利用带电粒子只受洛伦兹力时遵循的半径及周期公式联系。 误区点拨洛伦兹力永远与速度垂直、不做功；重力、电场力做功与路径无关，只由初末位置决定，当重力、电场力做功不为零时，粒子动能变化。 因而洛伦兹力也随速率的变化而变化，洛伦兹力的变化导致了所受合外力变化，从而引起加速度变化，使粒子做变加速运动。 模型演练（2005 年浙江省杭州学军中学模拟测试）如图 2 所示，一束波长为 的强光射在金属板 P 的 A 处发生了光电效应，能从 A 处向各个方向逸出不同速率的光电子。 金属板 P 的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为 B，面积足够大，在 A 点上方 L 处有一涂荧光材料的金属条 Q，并与 P 垂直。 现光束射到 A 处，金属条 Q 受到光电子的冲击而发出荧光的部分集中在 ，且 ，光电子质量为 m，电量为 e，光速为 c，（1）金属板 P 逸出光电子后带什么电。 （2）计算 P 板金属发生光电效应的逸出功 W。 （3）从 D 点飞出的光电子中，在磁场中飞行的最短时间是多少。 图 2解析：（1）由电荷守恒定律得知 P 带正电。 （2）所有光电子中半径最大值 所以 逸出功（3）以最大半径运动并经 D 点的电子转过圆心角最小，运动时间最短 第 3 页 且 ，所以。 2。