巧解2023年福建高考物理压轴题

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带电粒子在匀强磁场、匀强电场和重力场中的运动,所受的洛伦兹力大小和方向随时间而变化,若其运动既非圆周运动,又非类平抛运动,而是复杂的曲线运动,既涉及到力学中的物体受力分析、力和运动、运动的分解与合成、功能关系等概念和规律,又涉及到电场力、电场力做功等知识内容,问题综合性强,思维能力要求高,常规解法难于求解此类问题.因该类问题中带电粒子所受的电场力或重力是恒力,故可以采用构造速度的方法来巧妙地解答此类问题.构造速度法就是根据带电粒子所受电场力或重力为恒力的特点,在某一方向构造一对大小相等、方向相反的速度,让带电粒子因以其中一个速度运动时所受的洛伦兹力与所受的电场力或重力相平衡,这样就可以将带电粒子的复杂运动看成是一个匀速直线运动和以其余分速度的合速度作匀速圆周运动的合运动.构造速度法解题的思路清晰,解题的步骤简便,且便于学生的理解和掌握.2013年福建高考理综物理压轴题第22题第(3)小题可用此法快速求解.本小题具有“新颖而不偏怪、巧妙而不繁难”的特点,摒弃“重数学运算技巧、轻物理思维方法”,有效考查学生获取有用信息分析解决综合问题的能力和学生物理思维的灵活性和深刻性.


题目 如图1,空间存在一范围足够大的垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.让质量为m ,电量为q(q>0)的粒子从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中.不计重力和粒子间的影响.

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