四川省宜賓第三中學(xué)高中物理帶電粒子在磁場中的運動壓軸題易錯題(編輯修改稿)
2025-03-31 22:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 運動了半個圓周，所以，在磁場中運動時間為；粒子在磁場運動，洛倫茲力作為向心力，所以有，；根據(jù)（1）可知，粒子恰好能夠垂直于OL進入勻強磁場，速度v就是初速度v0在X方向上的分量，即；粒子在電場中運動，在Y方向上的位移，所以，粒子進入磁場的位置在OL上距離O點；根據(jù)幾何關(guān)系，可得，即；所以；所以，粒子從M點出發(fā)到第二次經(jīng)過OL所需要的最長時間．5．如圖所示，在xoy平面(紙面)內(nèi)，存在一個半徑為R=，磁感應(yīng)強度大小為B=，方向垂直紙面向里，、－≤x≤0的區(qū)域內(nèi)，存在沿y軸負方向的勻強電場(圖中未標出)，電場強度的大小為E=10104N/=10－9kg、電荷量為q=10－5C的帶正電粒子，以v0=103m/s的速度沿y軸正方向、從P點射入勻強磁場，P點的坐標為(，－)，不計粒子重力．(1)求該帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑；(2)求該帶電粒子離開電場時的位置坐標；(3)若在緊靠電場左側(cè)加一垂直紙面的勻強磁場，該帶電粒子能回到電場，在粒子回到電場前瞬間，立即將原電場的方向反向，粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，恰能回到坐標原點O，求所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大?。敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【分析】粒子進入電場后做類平拋運動，將射出電場的速度進行分解，根據(jù)沿電場方向上的速度，結(jié)合牛頓第二定律求出運動的時間，從而得出類平拋運動的水平位移和豎直位移，即得出射出電場的坐標．先求出粒子射出電場的速度，然后根據(jù)幾何關(guān)系確定在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑，然后根據(jù)公式B求得磁場強度【詳解】（1）帶正電粒子在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律有：解得：（2）由幾何關(guān)系可知，帶電粒子恰從O點沿x軸負方向進入電場，帶電粒子在電場中做類平拋運動，設(shè)粒子在電場中的加速度為a，到達電場邊緣時，豎直方向的位移為y，有：，由牛頓第二定律有：聯(lián)立解得：所以粒子射出電場時的位置坐標為（3）粒子分離電場時，沿電場方向的速度解得：則粒子射出電場時的速度：設(shè)所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為，粒子磁場中做勻速圓周運動的半徑為，由幾何關(guān)系可知：由牛頓第二定律有：聯(lián)立解得：6．如圖所示，平面直角坐標系xoy的第二、三象限內(nèi)有方向沿y軸正向的勻強電場，第一、四象限內(nèi)有圓形有界磁場，有界磁場的半徑為當L，磁揚場的方向垂直于坐標平面向里，磁場邊界與y軸相切于O點，在x軸上坐標為(－L，0)的P點沿與x軸正向成θ=45176。方向射出一個速度大小為v0的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)垂直y軸射出電場，粒子進人磁場后經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)以沿y軸負方向的速度射出磁場，不計粒子的重力．求(1)粒子從y軸上射出電場的位置坐標；(2)勻強電場電場強度大小及勻強磁場的磁感應(yīng)強度大?。?3)粒子從P點射出到出磁場運動的時間為多少?【答案】（1）（0，L）（2） （3） 【解析】【分析】（1）粒子在電場中的運動為類平拋運動的逆過程，應(yīng)用類平拋運動規(guī)律可以求出粒子出射位置坐標．（2）應(yīng)用牛頓第二定律求出粒子在電場中的加速度，應(yīng)用位移公式求出電場強度；粒子在磁場中做圓周運動，應(yīng)用牛頓第二定律可以求出磁感應(yīng)強度．（3）根據(jù)粒子運動過程，求出粒子在各階段的運動時間，然后求出總的運動時間．【詳解】（1）粒子在電場中的運動為類平拋運動的逆運動
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