帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動壓軸題知識歸納總結(jié)含答案(編輯修改稿)
2025-04-01 02:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 荷量為q的帶正電粒子，從x軸上的P點(diǎn)以大小為v0的速度垂直射入電場，不計(jì)粒子重力和空氣阻力，P、O兩點(diǎn)間的距離為 。（1）求粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小v以及進(jìn)入磁場時(shí)到原點(diǎn)的距離x；（2）若粒子由第Ⅳ象限的磁場直接回到第Ⅲ象限的電場中，求磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小需要滿足的條件?！緛碓础?019年遼寧省遼陽市高考物理二模試題【答案】（1）； （2）【解析】【詳解】（1）由動能定理有： 解得：v＝v0設(shè)此時(shí)粒子的速度方向與y軸負(fù)方向夾角為θ，則有cosθ＝ 解得：θ＝45176。根據(jù)，所以粒子進(jìn)入磁場時(shí)位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為PO兩點(diǎn)距離的兩倍，故（2）要使粒子由第Ⅳ象限的磁場直接回到第Ⅲ象限的電場中，其臨界條件是粒子的軌跡與x軸相切，如圖所示，由幾何關(guān)系有：s＝R+Rsinθ又： 解得： 故5．如圖1所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑兩圓之間的環(huán)形區(qū)域（I區(qū)）和小圓內(nèi)部（II區(qū)）均存在垂直圓面向里的勻強(qiáng)磁場．間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強(qiáng)電場，上極板開有一小孔．一質(zhì)量為m，電最為+q的粒子由小孔下處靜止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場，由H點(diǎn)緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場，不計(jì)粒子的重力．（1）求極板間電場強(qiáng)度的大小E；（2）若I區(qū)、II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、粒子運(yùn)動一段時(shí)間t后再次經(jīng)過H點(diǎn)，試求出這段時(shí)間t；：（3）如圖2所示，若將大圓的直徑縮小為，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0（大小未知），并將小圓中的磁場改為勻強(qiáng)電場，其方向與水平方向夾角成角，粒子仍由H點(diǎn)緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場，為使粒子恰好從內(nèi)圓的最高點(diǎn)A處進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，且粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間最長，求I區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小和II區(qū)電場的場強(qiáng)E0的大小?【來源】【全國百強(qiáng)校】天津市新華中學(xué)2019屆高三高考模擬物理試題【答案】（1）（2）（3）；【解析】【詳解】解：(1)粒子在電場中運(yùn)動，由動能定理可得：解得：(2)粒子在I區(qū)中，由牛頓第二定律可得：其中， 粒子在II區(qū)中，由牛頓第二定律可得：其中， ，由幾何關(guān)系可得：解得：(3)由幾何關(guān)系可知：解得：由牛頓第二定律可得：解得：解得：，則粒子速度方向與電場垂直解得：6．在平面直角坐標(biāo)系中，第Ⅱ、Ⅲ象限軸到直線范圍內(nèi)存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小，第I、Ⅳ象限以為圓心，半徑為的圓形范圍內(nèi)，存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，電荷量的帶正電的粒子從上任意位置由靜止進(jìn)入電場．已知直線到y(tǒng)軸的距離也等于．不計(jì)粒子重力，求：（1）粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大?。唬?）若某個(gè)粒子出磁場時(shí)速度偏轉(zhuǎn)了，則該粒子進(jìn)入電場時(shí)到軸的距離h多大？（3）粒子在磁場中運(yùn)動的最長時(shí)間．【來源】天津市耀華中學(xué)2019屆高三高考二模物理試題【答案】（1）2000m/s（2）（3）【解析】【詳解】（1）粒子在電場中加速，則有：解得：（2）在磁場中，有：解得： 即正好等于磁場半徑，如圖，軌跡圓半徑與磁場圓半徑正好組成一個(gè)菱形由此可得（3）無論粒子從何處進(jìn)入磁場，（2）中菱形
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