高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動壓軸題提高題專題含答案-全文預(yù)覽
【正文】 離開磁場的；（3）若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v，這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域范圍是x＞0。大小為v，粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍。求（1）粒子經(jīng)過A點(diǎn)時速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離；（2）勻強(qiáng)電場的大小和方向；（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時所用的時間。【詳解】（1）設(shè)磁場左邊界與x軸相交于D點(diǎn)，過O點(diǎn)作速度v垂線OO1，與MN相交于O1點(diǎn)．由幾何關(guān)系可知，在直角三角形OO1D中∠OO1D =45186。由此可知，粒子自A點(diǎn)射入磁場的速度與左邊界垂直。設(shè)粒子射出磁場時與磁場右邊界交于P點(diǎn)，則∠OO2P=90186。GH∥PQ，MP=NQ=1m，MN=GH=PQ=，平臺離地面高度為h=．半徑為R=，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，方向豎直向上，與MP邊相切于A點(diǎn)，與NQ邊相切于D點(diǎn)，與GH相切于C點(diǎn)．平臺上PGHQ區(qū)域內(nèi)有方向由P指向G的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E=．平臺右方整個空間存在方向水平向右的電場，場強(qiáng)大小也為E=，俯視圖如圖2．兩個質(zhì)量均為m=2105kg的小球a、b，小球a帶正電，電量q=4104C，小球b不帶電，小球a、b均可視為質(zhì)點(diǎn)．小球a從A點(diǎn)正對圓心O射入磁場，偏轉(zhuǎn)90176?！鱰=以此類推，小球在空中第n1次到第n次碰撞水平位移xn=nx1=所以，在空中碰撞8次時的水平位移x0=（1+2+3+4+5+6+7+8）=第8次碰后vb8=va8=所以，△xb=vb8=△xa=va8+=所以，水平位移分別為xa=x0+△xa=xb=x0+△xb=9．如圖所示，空間存在方向垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場，在0yd的區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在yd的區(qū)域Ⅱ、電荷量為q的粒子以速度 從O點(diǎn)沿y軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ.不計粒子重力．(1) 求粒子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動的圓心在O1，半徑為在AB段圓周運(yùn)動的圓心在O2，半徑為在BP段圓周運(yùn)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(yùn)動的時間為：粒子在AB段運(yùn)動的時間為粒子在BP段運(yùn)動的時間為在此過程中粒子的運(yùn)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：10．在空間中存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其豎直邊界AB、CD的寬度為d，在邊界AB左側(cè)是豎直向下、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力）從P點(diǎn)以大小為v0的水平初速度射入電場，隨后與邊界AB成45176。=v0=，解得，粒子在電場中的運(yùn)動時間為：；粒子在磁場中做勻速運(yùn)動的周期為： ；粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角我：θ=45176。 【來源】陜西省漢中市漢臺區(qū)2019屆高三年級教學(xué)質(zhì)量第一次檢測考試物理試題【答案】（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為；（2）從進(jìn)入電場到穿出磁場的總時間為
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