2022步步高 选修3-1 第九章 磁场 核心素养提升

科学思维(破解高考压轴题策略“情境示意，一目了然”)认真阅读题目、分析题意、搞清题述物理状态及过程，并用简图(示意图、运动轨迹图、受力分析图、等效图等)将这些状态及过程表示出来，以展示题述物理情境、物理模型，使物理过程更为直观、物理特征更为明显，进而快速简便解题。【典例】(20分)如图所示，M、N为加速电场的两极板，M板中心Q点有一小孔，其正上方有圆心为O、半径R1＝1m的圆形磁场区域和圆心为O、内半径为R1、外半径R2＝2m的环形磁场区域。环形磁场区域的外边界与M板相切于Q点。两个磁场均垂直于纸面，磁感应强度大小均为B(B＝0.5T)，但方向相反。一带正电的粒子从N板附近的P点由静止释放，经加速后通过小孔，垂直进入环形磁场区域。已知点P、Q、O在同一直线上，粒子的比荷qm＝4×107C/kg，不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应。(1)若加速电场的两极板间的电压U1＝5×106V，求粒子刚进入环形磁场时的速率v0；(2)要使粒子能进入中间的圆形磁场区域，加速电场的两极板间的电压U2应满足什么条件？(3)当加速电场的两极板间的电压为某一值时，粒子进入圆形磁场区域后恰能水平通过圆心O，之后返回到出发点P，求粒子从进入磁场到第一次回到Q点所用的时间t。[满分指导]