江西省虔州藝術(shù)學(xué)校高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運動壓軸題易錯題-全文預(yù)覽
【正文】 (1) 求粒子在區(qū)域Ⅰ中運動的軌道半徑：(2) 若粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ時的速度為 ，求粒子打在x軸上的位置坐標(biāo)，并求出此過程中帶電粒子運動的時間；(3) 若此粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ的速度 ，求該粒子打在x軸上位置坐標(biāo)的最小值．【來源】江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市2019屆高三第二次模擬考試物理試題【答案】（1）（2） （3）【解析】【分析】【詳解】（1）帶電粒子在磁場中運動，洛侖磁力提供向心力：把，代入上式，解得： (2) 當(dāng)粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ時的速度為時，如圖所示在OA段圓周運動的圓心在O1，半徑為在AB段圓周運動的圓心在O2，半徑為在BP段圓周運動的圓心在O3，半徑為可以證明ABPO3為矩形，則圖中,由幾何知識可得：所以：所以粒子打在x軸上的位置坐標(biāo)粒子在OA段運動的時間為：粒子在AB段運動的時間為粒子在BP段運動的時間為在此過程中粒子的運動時間： (3)設(shè)粒子在區(qū)域Ⅰ中軌道半徑為R，軌跡由圖可得粒子打在x軸上位置坐標(biāo)：化簡得： 把上式配方：化簡為：則當(dāng)時，位置坐標(biāo)取最小值：9．如圖所示，空間有相互平行、相距和寬度也都為L的I、II兩區(qū)域，I、II區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，I區(qū)域磁場向內(nèi)、磁感應(yīng)強度為，II區(qū)域磁場向外，大小待定。當(dāng)桿運動至最遠(yuǎn)點時，電壓最小，即取U1，此時 取x正向最遠(yuǎn)處為振幅A，有： 所以：解得：根據(jù)壓力與唯一關(guān)系可得因此壓力最大振幅為：4．如圖所示，在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強電場，同時該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小分別為B和2B，KL為上下磁場的水平分界線，在NS和MT邊界上，距KL高h(yuǎn)處分別有P、Q兩點，質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的粒子從P點垂直于NS邊界射入該區(qū)域，在兩邊界之間做圓周運動，重力加速度為g．(1)求電場強度的大小和方向；(2)要使粒子不從NS邊界飛出，求粒子入射速度的最小值；(3)若粒子能經(jīng)過Q點從MT邊界飛出，求粒子入射速度的所有可能值．【來源】【全國百強?！?017屆浙江省溫州中學(xué)高三3月高考模擬物理試卷（帶解析)【答案】（1），方向豎直向上 （2）（3）；；【解析】【分析】（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，電場力與重力合力為零；（2）作出粒子的運動軌跡，由牛頓第二定律與數(shù)學(xué)知識求出粒子的速度；（3）作出粒子運動軌跡，應(yīng)用幾何知識求出粒子的速度．【詳解】（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動，電場力與重力合力為零，即mg=qE，解得：，電場力方向豎直向上，電場方向豎直向上；（2）粒子運動軌跡如圖所示：設(shè)粒子不從NS邊飛出的入射速度最小值為vmin，對應(yīng)的粒子在上、下區(qū)域的軌道半徑分別為rr2，圓心的連線與NS的夾角為φ，粒子在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得：，解得，粒子
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