第八章 磁场
电磁学压轴大题增分策略(一)——磁场区域最小面积的五种求法
带电粒子在匀强磁场中的运动频繁命制压轴大题,涉及的题型通常有磁场区域最小面积的求解,“数学圆”模型在电磁学中的应用,“磁发散”和“磁聚焦”等问题。三种题型分装在三节课时中,本节课则通过对近年高考及各地模拟题的研究,阐述五种磁场区域最小面积的求法。
速度确定的带电粒子在匀强磁场中运动,其轨迹半径确定。要求出圆形磁场区域的最小面积,一般方法是先确定带电粒子在磁场区域的入射点和出射点,连接这两点即得到磁场区域的直径,根据图中几何关系得到磁场区域直径的数值,然后利用面积公式得出圆形磁场区域的最小面积。
[典例1] 如图所示,一质量为m、电荷量为q的带电粒子,从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域,入射方向与x轴正方向成α角。为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域,且射出方向与x轴正方向也成α角,可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场。若磁场分布为一个圆形区域,则这一圆形区域的最小面积为(不计粒子的重力)( )
A. B.cos2α
C.sin α D.sin2α