2020版高考物理粤教版大一轮复习讲义:第九章 本章学科素养提升 Word版含解析
2020版高考物理粤教版大一轮复习讲义:第九章 本章学科素养提升 Word版含解析第3页

①适用条件

a.速度大小一定,方向不同

粒子源发射速度大小一定,方向不同的带电粒子进入匀强磁场时,它们在磁场中做匀速圆周运动的半径相同,若入射初速度为v0,由qv0B=得圆周运动半径为R=.

b.轨迹圆圆心共圆

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在以入射点O为圆心、半径R=的圆(这个圆在下面的叙述中称为"轨迹圆心圆")上.

②界定方法

将一半径为R=的圆的圆心沿着"轨迹圆心圆"平移,从而探索出临界条件,这种方法称为"平移圆法".

例2 如图4,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60 T.磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行.在距ab为l=16 cm处,有一个点状的α粒子放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速率都是v=3.0×106 m/s.已知α粒子的电荷量与质量之比=5.0×107 C/kg.现只考虑在纸面内运动的α粒子,求ab板上被α粒子打中区域的长度.

图4

解析 α粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动.用R表示轨迹半径,有qvB=m,

由此得R=,

代入数据解得R=10 cm,可见R

因朝不同方向发射的α粒子的圆轨迹都过S,由此可知,某圆轨迹在如图所示中N左侧与ab相切,则此切点P1就是α粒子能打中的左侧最远点.为确定P1点的位置,可作平行于ab的直线cd,cd到ab的距离为R,以S为圆心,R为半径,作圆弧交cd于Q点,过Q作ab的垂线,它与ab的交点即为P1.从图中几何关系得:NP1=.