高考物理帶電粒子在磁場中的運動練習(xí)題及解析-免費閱讀
【正文】 ) （1分）解得h=(1)R（α=30176?！敬鸢浮?）（2）【解析】試題分析：（1）由于粒子在P點垂直射入磁場，故圓弧軌道的圓心在AP上，AP是直徑。已知電子質(zhì)量，中子質(zhì)量，質(zhì)子質(zhì)量（c為光速，不考慮粒子之間的相互作用）。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P處由靜止釋放（不計粒子所受重力，電場和磁場范圍足夠大）。,中位線OM與x軸重合,三角形內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．在笫一象限內(nèi),有方向沿y軸正向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小E與勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小間滿足E=v0B．在x=3d的N點處,－3d≤y≤0的范圍內(nèi)垂直于y軸向左射入磁場,其中從y軸上y=－2d處射入的電子,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后,恰好經(jīng)過O點．電子質(zhì)量為m,電量為e,電子間的相互作用及重力不計．求(1)勻強(qiáng)磁楊的磁感應(yīng)強(qiáng)度B(2)電子束從y軸正半軸上射入電場時的縱坐標(biāo)y的范圍。(反三角函數(shù)表達(dá)亦可)圓周運動的周期T＝故粒子從Q孔進(jìn)入磁場到第一次到O點所用的時間為 考慮到周期性運動，t總＝t1＋t2＋k(2t1＋2t2)＝(10－8＋10－8k)s(k＝0，1，2，3，…)．5．平面直角坐標(biāo)系的第一象限和第四象限內(nèi)均存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為2B和B（B的大小未知），第二象限和第三象限內(nèi)存在沿﹣y方向的勻強(qiáng)電場，x軸上有一點P，其坐標(biāo)為（L，0）。=2tT＝聯(lián)立解得：（3）臨界態(tài)1：正電子恰好越過分界線ef，需滿足軌跡半徑R1＝3d=m?聯(lián)立解得：臨界態(tài)2：沿A極板射入的正電子和沿B極板射入的電子恰好射到收集板同一點設(shè)正電子在磁場中運動的軌跡半徑為R1有（R2﹣d）2+9d2＝=mBe=聯(lián)立解得：解得：U的范圍是：3B2d2b＜U＜3．如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，右側(cè)有以點（2L，0）為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域，與x軸的交點分別為M、N，在xOy平面內(nèi)，從電離室產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電荷量為e的電子以幾乎為零的初速度從P點飄入電勢差為U的加速電場中，加速后經(jīng)過右側(cè)極板上的小孔Q點沿x軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，已知O、Q兩點之間的距離為，飛出電場后從M點進(jìn)入圓形區(qū)域，不考慮電子所受的重力。（1）求0≤x≤L區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度E的大小和電子從M點進(jìn)入圓形區(qū)域時的速度vM；（2）若圓形區(qū)域內(nèi)加一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，使電子穿出圓形區(qū)域時速度方向垂直于x軸，求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電子在圓形區(qū)域內(nèi)運動的時間t；（3）若在電子從M點進(jìn)入磁場區(qū)域時，取t＝0，在圓形區(qū)域內(nèi)加如圖乙所示變化的磁場（以垂直于紙面向外為正方向），最后電子從N點飛出，速度方向與進(jìn)入圓形磁場時方向相同，請寫出磁場變化周期T滿足的關(guān)系表達(dá)式?，F(xiàn)使一個電量大小為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從坐標(biāo)（﹣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(jìn)入y軸右側(cè)并在隨后經(jīng)過了點P，不計粒子的重力。(3)熒光屏上發(fā)光點距N點的最遠(yuǎn)距離L【答案】（1）； （2）；（3）；【解析】(1)設(shè)電子在磁場中做圓周運動的半徑為r；由幾何關(guān)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(dāng)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(yuǎn)，如圖甲所示.設(shè)此時的圓心位置為，有：解得即從O點進(jìn)入磁場的電子射出磁場時的位置距O點最遠(yuǎn)所以電子束從y軸正半軸上射入電場時的縱坐標(biāo)y的范圍為設(shè)電子從范圍內(nèi)某一位置射入電場時的縱坐標(biāo)為y，從ON間射出電場時的位置橫坐標(biāo)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(xué)公式有： 解得：即時，L有最大值解得： 當(dāng)【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(guān)系確定某些物理量之間的關(guān)系；粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)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(xué)方法在物理中的應(yīng)用．7．如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，右側(cè)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(jìn)入圓形區(qū)域，此時速度方向與x軸正方向的夾角為30176。求：（1）粒子第一次進(jìn)入磁場時的速度大小；（2）粒子第一次出磁場處到第二次進(jìn)磁場處的距離；（3）若粒子第一次進(jìn)入磁場后的某時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小突然變?yōu)?，但方向不變，此后粒子恰好被束縛在該磁場中，則的最小值為多少？【答案】（1）（2）（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)粒子第一次進(jìn)入磁場時的速度大小為v，由動能定理可得，解得（2）
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