復(fù)合場(chǎng)大題壓軸-全文預(yù)覽
【正文】 復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)評(píng)：難度較大，對(duì)于粒子在交替復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，把整個(gè)過(guò)程分為電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立分析，交界處的位置和速度方向、大小是關(guān)鍵 如圖所示，兩塊平行金屬板M、N正對(duì)著放置，ss2分別為M、N板上的小孔，ssO三點(diǎn)共線，它們的連線垂直M、N，且s2O=R..以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、板上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離以及板兩端點(diǎn)的距離都為2R，板兩端點(diǎn)的連線垂直M、N板。(2)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間.【答案】(1) 6l (2) 【解析】試題分析：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于OMQ三點(diǎn)均在運(yùn)動(dòng)軌跡上，且∠MOQ=90176。（2）電子到達(dá)M點(diǎn)時(shí)的速度大小與方向。（3）如所求的最小矩形是，該區(qū)域面積 ⑨矩形如圖中（虛線）考點(diǎn)：帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)點(diǎn)評(píng)：本題考查了帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)，這類(lèi)題目一般需要將粒子的軌跡畫(huà)出找出正確的等式關(guān)系求解。（1）求上述粒子的比荷；（2）如果在上述粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻，在第一象限內(nèi)再加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，就可以使其沿y軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向； （3）為了在M處觀測(cè)到按題設(shè)條件運(yùn)動(dòng)的上述粒子，在第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)可以局限在一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向；（3）粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)經(jīng)N、P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時(shí)間?！敬鸢浮浚?）（2），方向垂直紙面向里（3）【解析】（1）電子類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)， 解得 所以經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度 方向與水平方向夾角為 （2）速度偏轉(zhuǎn)角為，則圓弧所對(duì)的圓心角為。求：（1）中間場(chǎng)區(qū)的寬度d；（2）粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t；（3）當(dāng)粒子第n次返回電場(chǎng)的MN邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距離Sn。（1）當(dāng)M、N間的電壓為U時(shí)，求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小υ；（2）若粒子恰好打在收集板D的中點(diǎn)上，求M、N間的電壓值U0；（3）當(dāng)M、N間的電壓不同時(shí)，粒子從s1到打在D上經(jīng)歷的時(shí)間t會(huì)不同，求t的最小值。以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。建議重點(diǎn)高中或理科優(yōu)秀的學(xué)生作答。經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸正方向成45o進(jìn)入磁場(chǎng)，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P。）（2）電子通過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度大小為 v= =v0 （2分）電子由P運(yùn)動(dòng)到A，由動(dòng)能定理 Eeh= 解得h= （3分）（3）設(shè)電子從P運(yùn)動(dòng)到A用時(shí)間為t1 t1== （2分）電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作圓運(yùn)動(dòng)從A運(yùn)動(dòng)到D，洛侖茲力提供向心力 Bev=，電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)=依題意和電子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖可知，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2=（2分） 電子從D勻速運(yùn)動(dòng)到P用時(shí)間為t3= （2分）總時(shí)間為t=t1+t2+t3= （1分）【解析】略9．如圖所示，在y﹥0的空間存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)；在y﹤0的空間存在垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。進(jìn)入磁場(chǎng)，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P。∴ 粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度方向與y軸正向成60176。（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E；（2）求粒子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速度大小和方向； （3）求B1與B2之比為多少。角 (1分)Bqv=m (2分)(2R)2=(2h)2+(2h)2 (2分)得B= (1分)(2)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入等四象限，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。本題考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，先根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)求出進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向，再根據(jù)找圓心求半徑的思路求解6．如圖所示的坐標(biāo)系，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向。(g取10m/s2) 求：（1）A沿壁下滑時(shí)摩擦力做的功；（2）P與M的水平距離。求：xyOE（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大?。唬?分）（2）沿與x軸正方向成角射入磁場(chǎng)的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間以及到y(tǒng)軸的位置坐標(biāo)。角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖所示．不計(jì)粒子重力，求(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.【答案】（1）（2）（3）【解析】試題分析： (1)設(shè)粒子過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度為v，有＝cosθ ①故v＝2v0 ②粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程，有qUMN＝mv2－m ③UMN＝ ④(2)粒子在磁場(chǎng)中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為O′N(xiāo)，有qvB＝⑤ r＝ ⑥(3)由幾何關(guān)系得ON＝rsinθ ⑦設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有ON＝v0t1 ⑧t1＝ 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝ ⑩設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，有t2＝T ?t2＝ ? t＝t1＋t2 t＝考點(diǎn)：該題考察了電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)和在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)評(píng)：此題要求首先要分析電子在各個(gè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，必要時(shí)畫(huà)出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，了解圖中的幾何關(guān)系．利用電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)的速度的合成與分解，解決電子 在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題；利用電子在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式，結(jié)合洛倫茲力提供向心力可解答電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題．電子從磁場(chǎng)邊界以一定的角度射入只有一個(gè)邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)再次射出磁場(chǎng)時(shí)，速度與邊界的夾角與原來(lái)的相等．解題時(shí)充分利用這個(gè)結(jié)論，對(duì)解題有非常大的幫助．2．（14分）如圖所示，真空中有以為圓心，半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里，在的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為，已知質(zhì)子的電荷量為，質(zhì)量為，不計(jì)重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用。角。 ………………⑤設(shè)此時(shí)的軌跡半徑為r，由幾何關(guān)系有： ………………⑥粒子在磁場(chǎng)中的速度： ………………⑦根據(jù)牛頓定第二定律： ………………⑧聯(lián)解⑥⑦⑧得： ………………⑨要使粒子能再進(jìn)入電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍………………⑩評(píng)分參考意見(jiàn)：本題共12分，其中①②③④⑥⑦⑨⑩式各1分，⑤⑧式各2分；若有其他合理
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