高考物理試卷分類匯編物理帶電粒子在磁場中的運動(及答案)含解析-全文預覽
【正文】 : 解得： （2）根據(jù)題意作圖如圖1所示，電子做勻速圓周運動的半徑R=L根據(jù)牛頓第二定律： 解得： 根據(jù)幾何關系得電子穿出圓形區(qū)域時位置坐標為（ ，）（3）電子在在磁場中最簡單的情景如圖2所示．在磁場變化的前三分之一個周期內(nèi)，電子的偏轉角為60176。粒子穿過O點時的速度：；（2）粒子在第四象限內(nèi)做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得： ，粒子能過P點，由幾何知識得：L＝nrcos45176。（1）求粒子經(jīng)過原點時的速度；（2）求磁感應強度B的所有可能取值（3）求粒子從出發(fā)直至到達P點經(jīng)歷時間的所有可能取值。現(xiàn)使一個電量大小為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從坐標（﹣2a，a）處以沿+x方向的初速度v0出發(fā)，該粒子恰好能經(jīng)原點進入y軸右側并在隨后經(jīng)過了點P，不計粒子的重力?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）粒子在電場中做類平拋運動，水平方向：2a＝v0t，豎直方向： ，解得：vy＝v0，tanθ＝＝1，θ＝45176。(3)熒光屏上發(fā)光點距N點的最遠距離L【答案】（1）； （2）；（3）；【解析】(1)設電子在磁場中做圓周運動的半徑為r；由幾何關系可得r=d電子在磁場中做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：解得：(2)當電子在磁場中運動的圓軌跡與ac邊相切時，電子從+ y軸射入電場的位置距O點最遠，如圖甲所示.設此時的圓心位置為，有：解得即從O點進入磁場的電子射出磁場時的位置距O點最遠所以電子束從y軸正半軸上射入電場時的縱坐標y的范圍為設電子從范圍內(nèi)某一位置射入電場時的縱坐標為y，從ON間射出電場時的位置橫坐標為x，速度方向與x軸間夾角為θ，在電場中運動的時間為t，電子打到熒光屏上產(chǎn)生的發(fā)光點距N點的距離為L，如圖乙所示：根據(jù)運動學公式有： 解得：即時，L有最大值解得： 當【點睛】本題屬于帶電粒子在組合場中的運動，粒子在磁場中做勻速圓周運動，要求能正確的畫出運動軌跡，并根據(jù)幾何關系確定某些物理量之間的關系；粒子在電場中的偏轉經(jīng)常用化曲為直的方法，求極值的問題一定要先找出臨界的軌跡，注重數(shù)學方法在物理中的應用．3．如圖甲所示，在直角坐標系0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，右側有一個以點（3L，0）為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域，圓形區(qū)域與x軸的交點分別為M、N．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為e的電子，從y軸上的A點以速度v0沿x軸正方向射入電場，飛出電場后從M點進入圓形區(qū)域，此時速度方向與x軸正方向的夾角為30176。而后又在? B0中再次偏轉60176?！敬鸢浮?1) (2) (3)【解析】【詳解】解：(1)粒子b在Ⅰ區(qū)域做勻速圓周運動，設其半徑為根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：由粒子b恰好不穿出Ⅰ區(qū)域：解得： (2)設a在Ⅰ區(qū)域做勻速圓周運動的半徑為，根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：解得： 設a在Ⅱ區(qū)域做勻速圓周運動的半徑為，根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：解得： 設大圓半徑為，由幾何關系得：所以，大圓半徑最小值為： (3)粒子a在Ⅰ區(qū)域的周期為，Ⅱ區(qū)域的周期為粒子a從O點出發(fā)回到O點所經(jīng)過的最短時間為：解得：粒子b在Ⅰ區(qū)域的周期為：討論：①如果a、b兩粒子在O點相遇，粒子a經(jīng)過時間： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得：當，時，有最短時間：②設粒子b軌跡與小圓相切于P點，如果a粒子在射出小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得： ab不能相遇③如果a粒子在射入小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得：ab不能相遇a、b兩粒子從O點出發(fā)到在x軸相遇所經(jīng)過的最短時間為7．如圖，空間某個半徑為R的區(qū)域內(nèi)存在磁感應強度為B的勻強磁場，與它相鄰的是一對間距為d，足夠大的平行金屬板，板間電壓為U。【答案】（1）入射粒子的速度；（2）帶電粒子擊中的長度為；（3）總時間【解析】【詳解】（1）洛倫茲力提供向心力，解得 根據(jù)作圖可解得，能從極板上的小孔P射入電場，所以，入射粒子的速度（2）所有進入磁場的粒子都能從P點射入電場，從最上邊和最下邊進入磁場的粒子將平行極板進入電場，這些粒子在垂直于電場方向做勻加速直線運動， 解得沿極板運動的距離 有帶電粒子擊中的長度為 （3）能再次進入磁場的粒子應垂直于極板進入電場，在電場中運動的時間在磁場中運動的時間為，所以 總時間8．如圖為一裝放射源氡的盒子，靜止的氡核經(jīng)過一次α衰變成釙Po，新核Po的速率約為2105m/s．衰變后的α粒子從小孔P進入正交的電磁場區(qū)域Ⅰ，且恰好可沿中心線勻速通過，磁感應強度B=．之后經(jīng)過A孔進入電場加速區(qū)域Ⅱ，加速電壓U=3106V．從區(qū)域Ⅱ射出的α
醫(yī)療健康相關推薦
鄂ICP備17016276號-1