帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題知識(shí)歸納總結(jié)含答案(文件)
【正文】 中經(jīng)常利用電磁場(chǎng)來(lái)改變帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡．如圖所示，氕（）、氘（）、氚（）三種粒子同時(shí)沿直線(xiàn)在紙面內(nèi)通過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域．進(jìn)入時(shí)氕與氘、氘與氚的間距均為d，射出復(fù)合場(chǎng)后進(jìn)入y軸與MN之間（其夾角為θ）垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，然后均垂直于邊界MN射出．虛線(xiàn)MN與PQ間為真空區(qū)域Ⅱ且PQ與MN平行．已知質(zhì)子比荷為，不計(jì)重力．（1）求粒子做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v；（2）求區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；（3）若虛線(xiàn)PQ右側(cè)還存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅲ，經(jīng)該磁場(chǎng)作用后三種粒子均能匯聚于MN上的一點(diǎn)，求該磁場(chǎng)的最小面積S和同時(shí)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)的氕、氚運(yùn)動(dòng)到匯聚點(diǎn)的時(shí)間差Δt．[Failed to download image : :8086/QBM/2019/6/13/2224672582623232/2224907340759040/STEM/]【來(lái)源】江蘇省蘇州市2019屆高三上學(xué)期期末陽(yáng)光指標(biāo)調(diào)研考試物理試題【答案】(1) (2) (3) 【解析】【分析】（1）粒子在電磁復(fù)合場(chǎng)中做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，可求粒子的速度大?。唬?）由粒子的軌跡與邊界垂直，可求軌跡半徑，由洛倫茲力提供向心力，可求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。唬?）由氚粒子圓周運(yùn)動(dòng)直徑可求磁場(chǎng)的最小面積．根據(jù)氕、氚得運(yùn)動(dòng)周期，結(jié)合幾何關(guān)系，可求氕、氚到匯聚點(diǎn)的時(shí)間差．【詳解】(1) 由電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，Bqv＝Eq解得v＝E/B.(2) 由洛倫茲力提供向心力，B1vq＝m由幾何關(guān)系得r＝d解得B1＝.(3) 分析可得氚粒子圓周運(yùn)動(dòng)直徑為3r磁場(chǎng)最小面積S＝π解得S＝πd2由題意得B2＝2B1由T＝得T＝由軌跡可知Δt1＝(3T1－T1) ，其中T1＝Δt2＝(3T2－T2)，其中T2＝)解得9．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，AO是∠x(chóng)Oy的角平分線(xiàn)，x軸上方存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，下方存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的質(zhì)點(diǎn)從OA上的M點(diǎn)由靜止釋放，質(zhì)點(diǎn)恰能沿AO運(yùn)動(dòng)且通過(guò)O點(diǎn)，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后從x軸上的C點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）進(jìn)入第一象限內(nèi)并擊中AO上的D點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）．已知OM的長(zhǎng)度m，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝ (T)，重力加速度g取10m/s2．求：(1)兩勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；(2)OC的長(zhǎng)度L2；(3)質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)出發(fā)到擊中D點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t．【來(lái)源】2018《單元滾動(dòng)檢測(cè)卷》高考物理（四川專(zhuān)用)精練第九章物理試卷【答案】(1) (2)40m (3) s【解析】【詳解】(1)質(zhì)點(diǎn)在第一象限內(nèi)受重力和水平向左的電場(chǎng)，沿AO做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以有即(2)質(zhì)點(diǎn)在x軸下方，重力與電場(chǎng)力平衡，質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從C點(diǎn)進(jìn)入第一象限后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖所示，有：由運(yùn)動(dòng)規(guī)律知1 由牛頓第二定律得：解得：由幾何知識(shí)可知OC的長(zhǎng)度為：L2=2Rcos45176。根據(jù)，所以粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為PO兩點(diǎn)距離的兩倍，故（2）要使粒子由第Ⅳ象限的磁場(chǎng)直接回到第Ⅲ象限的電場(chǎng)
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