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高考物理解题方法:临界状态的假设压轴题知识点及练习题

高考物理解题方法:临界状态的假设压轴题知识点及练习题

一、高中物理解题方法:临界状态的假设

1.如图所示,圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外,磁感应强度大小为B。P是圆外一点,OP=3r,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从P点在纸面内沿着与OP成60°方向射出(不计重力),求:

(1)若粒子运动轨迹经过圆心O,求粒子运动速度的大小;

(2)若要求粒子不能进入圆形区域,求粒子运动速度应满足的条件。

高考物理解题方法:临界状态的假设压轴题知识点及练习题

【答案】(1)3Bqr

;(2)

(332)

v

m

+

(332)

v

m

-

【解析】

【分析】

【详解】

(1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,圆心为O',依图题意作出轨迹图如图所示:

高考物理解题方法:临界状态的假设压轴题知识点及练习题

由几何知识可得:

OO R

'=

()222

(3)6sin

OO R r rRθ

'=+-

解得

3

R r

=

根据牛顿第二定律可得

2

v

Bqv m

R

=

解得

3Bqr

v

m

=

(2)若速度较小,如图甲所示:

第1页

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