【物理】物理帶電粒子在復合場中的運動練習題20篇(編輯修改稿)
2025-04-01 22:16 本頁面
【文章內容簡介】 和電場中的運動，根據(jù)在磁場中做圓周運動，在電場中做類平拋運動，運用牛頓第二定律結合幾何知識并且精確作圖進行分析求解；【詳解】（1）由題意可知電子在磁場中的軌跡半徑由牛頓第二定律得 電子的比荷；（2）若電子能進入電場中，且離O點右側最遠，則電子在磁場中運動圓軌跡應恰好與邊AD相切，即粒子從F點離開磁場進入電場時，離O點最遠：設電子運動軌跡的圓心為點。則從F點射出的電子，做類平拋運動，有，代入得電子射出電場時與水平方向的夾角為有 所以，從x軸最右端射入電場中的電子打到熒光屏上的點為G，則它與P點的距離；（3）設打到屏上離P點最遠的電子是從(x,0)點射入電場，則射出電場時 設該電子打到熒光屏上的點與P點的距離為X，由平拋運動特點得所以所以當，有?！军c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。7．在如圖甲所示的直角坐標系中，兩平行極板MN垂直于y軸，N板在x軸上且其左端與坐標原點O重合，極板長度l=，板間距離d=，兩板間加上如圖乙所示的周期性變化電壓，兩板間電場可看作勻強電場．在y軸上(0，d/2)處有一粒子源，垂直于y軸連續(xù)不斷向x軸正方向發(fā)射相同的帶正電的粒子，粒子比荷為=5107C／kg，速度為v0=8105m/s．t=，求:(1)電壓U0的大?。?2)若沿x軸水平放置一熒光屏，要使粒子全部打在熒光屏上，求熒光屏的最小長度；(3)若在第四象限加一個與x軸相切的圓形勻強磁場，半徑為r=，切點A的坐標為(，0)，磁場的磁感應強度大小B=，方向垂直于坐標平面向里．求粒子出磁場后與x軸交點坐標的范圍．【來源】【市級聯(lián)考】山東省濟南市2019屆高三第三次模擬考試理綜物理試題【答案】(1) (2) (3)【解析】【分析】【詳解】(1)對于t=0時刻射入極板間的粒子： 解得：(2)時刻射出的粒子打在x軸上水平位移最大：所放熒光屏的最小長度即： (3)不同時刻射出極板的粒子沿垂直于極板方向的速度均為vy.速度偏轉角的正切值均為： 即：所有的粒子射出極板時速度的大小和方向均相同.由分析得，如圖所示，所有粒子在磁場中運動后發(fā)生磁聚焦由磁場中的一點B離開磁場. 由幾何關系，恰好經(jīng)N板右邊緣的粒子經(jīng)x軸后沿磁場圓半徑方向射入磁場，一定沿磁場圓半徑方向射出磁場；從x軸射出點的橫坐標：.由幾何關系，過A點的粒子經(jīng)x軸后進入磁場由B點沿x軸正向運動.綜上所述，粒子經(jīng)過磁場后第二次打在x軸上的范圍為：8．如圖所示，在空間坐標系x0區(qū)域中有豎直向上的勻強電場E1，在一、四象限的正方形區(qū)域CDEF內有方向如圖所示的正交的勻強電場E2和勻強磁場B，已知CD=2L，OC=L，E2 =4E1。在負x軸上有一質量為m、電量為+q的金屬a球以速度v0沿x軸向右勻速運動，并與靜止在坐標原點O處用絕緣細支柱支撐的（支柱與b球不粘連、無摩擦）質量為2m、不帶電金屬b球發(fā)生彈性碰撞。已知a、b 球體積大小、材料相同且都可視為點電荷，碰后電荷總量均分，重力加速度為g，不計a、b球間的靜電力，不計a、b球產(chǎn)生的場對電場、磁場的影響，求：(1)碰撞后，a、b球的速度大?。?2)a、b碰后，經(jīng)時a球到某位置P點，求P點的位置坐標；(3)a、b碰后，要使 b球不從CD邊界射出，求磁感應強度B的取值?！緛碓础俊救珖購娦！亢邶埥」枮I市第三中學校2019屆高三上學期期末考試理科綜合物理試題【答案】(1) ，；(2)（ ， ）； (3) 或【解析】【分析】(1)a、b碰撞，由動量守恒和能量守恒關系求解碰后a、b的速度；(2)碰后a在電場中向左做類平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解P點的位置坐標；(3)要使 b球不從CD邊界射出，求解恰能從C點和D點射出的臨界條件確定磁感應強度的范圍?！驹斀狻?1)a勻速，則 ①a、b碰撞，動量守恒 ②機械能守恒 ③由②③得， ④(2)碰后a、b電量總量平分，則碰后a在電場中向左做類平拋運動，設經(jīng)時a球到P點的位置坐標為（x，y） ⑤ ， ⑥其中⑦，由⑤⑥⑦得，故P點的位置坐標為（ ， ）⑧(3)碰撞后對b ⑨故b做勻速圓周運動，則 ⑩得 ?b恰好從C射出，則?由??得恰從D射出，則由幾何關系 ?，得 ?由??得故要使b不從CD邊界射出，則B的取值范圍滿足或【點睛】本題考查帶電粒子在電磁場中的運動以及動量守恒定律及能量守恒關系，注意在磁場中的運動要注意幾何關系的應用，在電場中注意由類平拋運動的規(guī)律求解。9．如圖所示，處于豎直面內的坐標系x軸水平、y軸豎直，第二象限內有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直坐標平面向里。帶電微粒從x軸上M點以某一速度射入電磁場中，速度與x軸負半軸夾角α=53176。，微粒在第二象限做勻速圓周運動，并垂直y軸進入第一象限。已知微粒的質量為m，電荷量為q，OM間距離為L，重力加速度為g，sin53176。=0．8，cos53176。=0．6。求(1)勻強電場的電場強度E；(2)若微粒再次回到x軸時動能為M點動能的2倍，勻強磁場的磁感應強度B為多少?！緛碓础俊臼屑壜?lián)考】山東省濱州市2019屆高三第二次模擬（5月)考試理綜物理試題【答案】(1) (2) B=或B=【解析】【詳解】（1）微粒在第二象限做勻速圓周運動，則qE=mg，解得:E=（2）微粒垂直y軸進入第一象限，則圓周運動圓心在y軸上，由幾何關系得:rsinα=L
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