高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動解題技巧講解及練習(xí)題-全文預(yù)覽
【正文】 一定初速度沿+x方向拋出，進(jìn)入電場和磁場后恰好在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，離開電場和磁場后，帶電微粒恰好沿+x方向通過x軸上x =3L的位置，已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，重力加速度為g．求：（1）電場強(qiáng)度的大小； （2）帶電微粒的初速度；（3）帶電微粒做圓周運(yùn)動的圓心坐標(biāo)．【來源】【市級聯(lián)考】福建省廈門市2019屆高三5月第二次質(zhì)量檢查考試?yán)砭C物理試題【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】【詳解】（1）由于粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動，則：mg=qE，又 解得 （2）由幾何關(guān)系：2Rcosθ=L，粒子做圓周運(yùn)動的向心力等于洛倫茲力： ；由 在進(jìn)入復(fù)合場之前做平拋運(yùn)動： 解得 （3）由 其中 ，則帶電微粒做圓周運(yùn)動的圓心坐標(biāo)：； 13．如圖所示，在xoy平面的第二象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小E=102V/m，第一象限某區(qū)域內(nèi)存在著一個邊界為等邊三角形的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xoy平面向外。第Ⅳ象限內(nèi)（含坐標(biāo)軸）有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場，第Ⅲ象限內(nèi)有沿x軸正向、電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)磁場。已知質(zhì)子質(zhì)量為m，電量為e；加速極板AB、A′B′間電壓均為U0，且滿足eU0=mv02。一、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動專項(xiàng)訓(xùn)練1．如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時離開MN做曲線運(yùn)動．A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g．（1）求小滑塊運(yùn)動到C點(diǎn)時的速度大小vc；（2）求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf；（3）若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動到水平地面上的P點(diǎn)．已知小滑塊在D點(diǎn)時的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的時間為t，求小滑塊運(yùn)動到P點(diǎn)時速度的大小vp.【來源】2015年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（福建卷帶解析)【答案】（1）E/B （2）（3）【解析】【分析】【詳解】小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時離開MN，此時與MN間的作用力為零，對小滑塊受力分析計(jì)算此時的速度的大小；由動能定理直接計(jì)算摩擦力做的功Wf；撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動，根據(jù)分運(yùn)動計(jì)算最后的合速度的大小；（1）由題意知，根據(jù)左手定則可判斷，滑塊在下滑的過程中受水平向左的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力等于電場力qE時滑塊離開MN開始做曲線運(yùn)動，即解得：（2）從A到C根據(jù)動能定理： 解得： （3）設(shè)重力與電場力的合力為F，由圖意知，在D點(diǎn)速度vD的方向與F地方向垂直，從D到P做類平拋運(yùn)動，在F方向做勻加速運(yùn)動a=F/m，t時間內(nèi)在F方向的位移為從D到P，根據(jù)動能定理：，其中聯(lián)立解得：【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是分析清楚小滑塊的運(yùn)動過程，在與MN分離時，小滑塊與MN間的作用力為零，在撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動，根據(jù)滑塊的不同的運(yùn)動過程逐步求解即可．2．在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電磁，電場的方向平行于y軸向下，在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，有一質(zhì)量為m，帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場左側(cè)平行于x軸射入電場，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上A點(diǎn)，速度方向與x軸的夾角為φ，A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d，接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場，并垂直與OC飛離磁場，不計(jì)重力影響，：⑴粒子在磁場中運(yùn)動速度的大?。虎苿驈?qiáng)電場的場強(qiáng)大小.【來源】帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 計(jì)算題【答案】(1)v=Bqdsinφm (2)E=qB2dsin3φcosφm【解析】【分析】【詳解】試題分析：（1）由幾何關(guān)系得：R=dsinφ由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得解得：（2）質(zhì)點(diǎn)在電場中的運(yùn)動為類平拋運(yùn)動．設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場的速度為v0，在電場中的加速度為a，運(yùn)動時間為t，則有：v0=vcosφvsi
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