高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的基本方法技巧及練習(xí)題及練習(xí)題-全文預(yù)覽
【正文】 一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)過程中，在x軸上發(fā)生的距離為P點(diǎn)到擋板的距離為22L，所以粒子能完成5個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)，然后在電場(chǎng)中沿x軸運(yùn)動(dòng)2L時(shí)擊中擋板．5個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)中，在電場(chǎng)中的時(shí)間為磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間剩余2L中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總時(shí)間11．在光滑絕緣水平桌面上建立直角坐標(biāo)系xoy，y軸左側(cè)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，y軸右側(cè)有垂直水平桌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．在(12，0)處有一個(gè)帶正電的小球A以速度v0=2．4m/s沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，從(0，8)處進(jìn)入y軸右側(cè)的磁場(chǎng)中，并且正好垂直于x軸進(jìn)入第4象限，已知A球的質(zhì)量為m=，帶電量為q=2．0C，求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）如果在第4象限內(nèi)靜止放置一個(gè)不帶電的小球C，使小球A運(yùn)動(dòng)到第4象限內(nèi)與C球發(fā)生碰撞，碰后A、C粘在一起運(yùn)動(dòng)，則小球C放在何位置時(shí)，小球A在第4象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(小球可以看成是質(zhì)點(diǎn)，不考慮碰撞過程中的電量損失)．【來源】【市級(jí)聯(lián)考】山東省臨沂市2019屆高三下學(xué)期高考模擬考試（二模)理綜物理試題【答案】（1）E=（2）（3）(24,0)【解析】【詳解】（1）小球A在電場(chǎng)中沿x、y軸方向上的位移分別設(shè)為xy1x方向：x1=v0t1,y方向：y1=12at12,加速度：a=qEm聯(lián)立可得：E=（2）小球進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)y方向的速度：vy=at1,合速度：v=v02+vy2,方向：cosθ=vyv v=4m/s，方向與y軸正方向成37o 小球A在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，垂直于x軸進(jìn)入第4象限，做出小球A運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖，設(shè)軌道半徑為R1，由幾何關(guān)系可得：R1=y1cos53°=215m根據(jù)：Bqv=mv2R1,解得：B=mvqR1=（3）在第4象限內(nèi)A與C球發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞后速度設(shè)為v2，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑設(shè)為R2,mv=m+mcv2Bqv2=m+mcv22R2解得：R2=m+mcv2Bq=mvBq=R1即：小球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不變由周期公式T=2πRv可得：碰撞后小球的速度小，故碰后的周期大，所以要使小球A在第4象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，小球C應(yīng)放在小球A進(jìn)入第4象限時(shí)的位置：x=R1+R1sin53°=即坐標(biāo)為24,012．在空間中存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力）從P點(diǎn)以大小為v0的水平初速度射入電場(chǎng)，隨后與邊界AB成45176?！驹斀狻?1)a勻速，則 ①a、b碰撞，動(dòng)量守恒 ②機(jī)械能守恒 ③由②③得， ④(2)碰后a、b電量總量平分，則碰后a在電場(chǎng)中向左做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)a球到P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（x，y） ⑤ ， ⑥其中⑦，由⑤⑥⑦得，故P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（ ， ）⑧(3)碰撞后對(duì)b ⑨故b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 ⑩得 ?b恰好從C射出，則?由??得恰從D射出，則由幾何關(guān)系 ?，得 ?由??得故要使b不從CD邊界射出，則B的取值范圍滿足或【點(diǎn)睛】本題考查帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)量守恒定律及能量守恒關(guān)系，注意在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用，在電場(chǎng)中注意由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻浚?）由題可知，粒子進(jìn)入靜電分析器做圓周運(yùn)動(dòng)，則有：解得：（2）粒子從D到A勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示：由圖示三角形區(qū)域面積最小值為：在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力，則有：得：設(shè)MN下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，上方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，如圖所示：若只碰撞一次，則有：故若碰撞次，則有：故（3）粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：在下方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：在上方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：總時(shí)間：8．如圖所示，在空間坐標(biāo)系x0區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，在一、四象限的正方形區(qū)域CDEF內(nèi)有方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，已知CD=2L，OC=L，E2 =4E1。角，則電子在電場(chǎng)中沿x軸正方向和沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的距離分別為L和，又因?yàn)锳點(diǎn)的坐標(biāo)是（0，），電子在無電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電子射入磁場(chǎng)區(qū)的位置坐標(biāo)為（2L，0）且射入磁場(chǎng)區(qū)的速度大小：v＝v0，方向與x軸成45176。Uq＝m1v12得：v1＝ …①（2）由牛頓第二定律和軌道半徑有： ），粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)并從 CD 射出．若撤去電場(chǎng)，粒子以同樣的速度從P 點(diǎn)射入該區(qū)域，恰垂直 CD AD=BC=d，帶電粒子的質(zhì)量為 m，帶電量為 q，：(1)帶電粒子入射速度的大?。?2)帶電粒子在矩形區(qū)域內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小．【來源】【市級(jí)聯(lián)考】廣東省廣州市2019屆高三12月調(diào)研測(cè)試?yán)砜凭C合試題物理試題【答案】（1）（2） （3） 【解析】【分析】畫出粒子的軌跡圖，由幾何關(guān)系求解運(yùn)動(dòng)的半徑，根據(jù)牛頓第二定律列方程求解帶電粒子入射速度的大?。粠щ娏Ｗ釉诰匦螀^(qū)域內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)的位移可求解時(shí)間；根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡求解場(chǎng)強(qiáng).【詳解】（1） 設(shè)撤去電場(chǎng)時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，畫出運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，軌跡圓心為O． 由
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