復(fù)合場大題壓軸-文庫吧
2025-03-10 00:18 本頁面
【正文】 （1）P點(diǎn)的縱坐標(biāo)；（2）要使粒子能再次進(jìn)入電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍．【答案】（1）（2）【解析】（1）設(shè)粒子進(jìn)入磁場時y方向的速度為vy，則： ………………①設(shè)粒子在電場中運(yùn)動時間為t，有： ………………② ………………③聯(lián)解①②③得： ………………④（2）作出粒子剛好能再進(jìn)入電場的軌跡如圖所示。 ………………⑤設(shè)此時的軌跡半徑為r，由幾何關(guān)系有： ………………⑥粒子在磁場中的速度： ………………⑦根據(jù)牛頓定第二定律： ………………⑧聯(lián)解⑥⑦⑧得： ………………⑨要使粒子能再進(jìn)入電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍………………⑩評分參考意見：本題共12分，其中①②③④⑥⑦⑨⑩式各1分，⑤⑧式各2分；若有其他合理解法且答案正確，可同樣給分。本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動，先根據(jù)粒子在電場中的類平拋運(yùn)動求出進(jìn)入磁場時的速度大小和方向，再根據(jù)找圓心求半徑的思路求解6．如圖所示的坐標(biāo)系，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向。在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi)，既無電場也無磁場，在第三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場和垂直xy平面向里的勻強(qiáng)磁場，在第四象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小與第三象限電場場強(qiáng)相等的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m、電量為q的帶電質(zhì)點(diǎn)，從y軸上y=h處的P1點(diǎn)以一定的水平初速度沿x軸負(fù)向進(jìn)入第二象限，然后經(jīng)過x軸上x=2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入第三象限，帶電質(zhì)點(diǎn)恰能做勻速圓周運(yùn)動，之后經(jīng)過y軸上y=2h處的的P3點(diǎn)進(jìn)入第四象限。試求： (1)第三象限空間中電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動過程中的最小速度【答案】(1) (2) 【解析】(1)質(zhì)點(diǎn)從P2到P3，重力與電場力平衡，洛倫茲力提供向心力Eq=mg (2分) 解得 E= (1分)h=gt2 (1分) v0= (1分)vy=gt (1分) 求v= (1分)方向與x軸負(fù)方向成45176。角 (1分)Bqv=m (2分)(2R)2=(2h)2+(2h)2 (2分)得B= (1分)(2)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入等四象限，水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直方向做勻減速直線運(yùn)動。當(dāng)豎直方向的速度減小到0,此時質(zhì)點(diǎn)速度最小，即v在水平方向的分量vmin=vcos45176。= (3分)方向沿x軸正方向 7．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系XOY內(nèi)，第I象限存在沿Y軸正方向的勻強(qiáng)電場，第IV象限內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小設(shè)為B1（未知），第III象限內(nèi)也存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場B2（未知）。一質(zhì)量為m的電子（電量為e，不計重力），從Y軸正半軸上Y=h處的M點(diǎn)，以速度v0垂直于Y軸射入電場，經(jīng)X軸上X=處的P點(diǎn)進(jìn)入第IV象限磁場，然后從Y軸上Q點(diǎn)進(jìn)入第III象限磁場，OQ＝OP，最后從O點(diǎn)又進(jìn)入電場。（1）求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E；（2）求粒子經(jīng)過Q點(diǎn)時速度大小和方向； （3）求B1與B2之比為多少?！敬鸢浮浚?）電子在電場中做類平拋運(yùn)動（1分） （1分） （1分） 解得：； （2分）（2）畫出電子在磁場中運(yùn)動的軌跡圖， ∴（2分） ∴θ=60176。（1分）∴ ∠OPO1＝30176。 又 ∵OQ＝OP 由幾何關(guān)系得∠OQO1＝∠OPO1＝30176。∴ 粒子到達(dá)Q點(diǎn)時速度方向與y軸正向成60176。（2分）（3）由幾何關(guān)系得 ∴ （2分）又 進(jìn)入B2后，由幾何關(guān)系得： ∴ （2分）又 ∴ （或=）（2分）【解析】略8．如圖所示，在xoy平面內(nèi)的第三象限中有沿－y方向的勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于直角坐標(biāo)平面向里。今有一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場（不計電子所受重力）。經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸負(fù)方向成45176。進(jìn)入磁場，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P。 （1）簡要說明電子的運(yùn)動情況，并畫出電子運(yùn)動軌跡的示意圖； （2）求P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離； （3）電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長時間再次返回P點(diǎn)？【答案】（1）電子運(yùn)動軌跡示意圖如圖所示。進(jìn)入電場從P到A做勻變速曲線運(yùn)動（類平拋運(yùn)動）；進(jìn)入磁場從A到C再到D，做勻速圓周運(yùn)動；離開磁場從D回到P做勻速直線運(yùn)動。 （5分）（說明3分,畫圖2分，軌跡圓心O1在y軸上，則作圖分為零分。）（2）電子通過A點(diǎn)時速度大小為 v= =v0 （2分）電子由P運(yùn)動到A，由動能定理 Eeh= 解得h= （3分）（3）設(shè)電子從P運(yùn)動到A用時間為t1 t1== （2分）電子在勻強(qiáng)磁場中作圓運(yùn)動從A運(yùn)動到D，洛侖茲力提供向心力 Bev=，電子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動周期為T=依題意和電子運(yùn)動軌跡示意圖可知，電子在磁場中運(yùn)動的時間為t2=（2分） 電子從D勻速運(yùn)動到P用時間為t3= （2分）總時間為t=t1+t2+t3= （1分）【解析】略9．如圖所示，在y﹥0的空間存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場；在y﹤0的空間存在垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場。一個帶負(fù)電的粒子（質(zhì)量為m，電荷量為q，不計重力），從y軸上P(0,b)點(diǎn)平行于x軸的初速度v0射入電場，經(jīng)過x軸上的N(2b,0)點(diǎn)。求：（1）粒子經(jīng)過N點(diǎn)時的速度大小和方向。（2）已知粒子進(jìn)入磁場后恰好通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，則粒子在磁場中運(yùn)動的時間為多少?【答案】(1) x=v0t (2) R=2b2 y=at2／2 qvB=mv2/R v
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