江西省虔州藝術(shù)學(xué)校高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題易錯(cuò)題(編輯修改稿)
2025-04-01 22:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)從MT邊界飛出，求粒子入射速度的所有可能值．【來(lái)源】【全國(guó)百?gòu)?qiáng)?！?017屆浙江省溫州中學(xué)高三3月高考模擬物理試卷（帶解析)【答案】（1），方向豎直向上 （2）（3）；；【解析】【分析】（1）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，電場(chǎng)力與重力合力為零；（2）作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，由牛頓第二定律與數(shù)學(xué)知識(shí)求出粒子的速度；（3）作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，應(yīng)用幾何知識(shí)求出粒子的速度．【詳解】（1）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力合力為零，即mg=qE，解得：，電場(chǎng)力方向豎直向上，電場(chǎng)方向豎直向上；（2）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：設(shè)粒子不從NS邊飛出的入射速度最小值為vmin，對(duì)應(yīng)的粒子在上、下區(qū)域的軌道半徑分別為rr2，圓心的連線與NS的夾角為φ，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：，解得，粒子軌道半徑：，，由幾何知識(shí)得：（r1+r2）sinφ=r2，r1+r1cosφ=h，解得：；（3）粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)粒子入射速度為v，粒子在上、下區(qū)域的軌道半徑分別為rr2，粒子第一次通過(guò)KL時(shí)距離K點(diǎn)為x，由題意可知：3nx= （n=3…），解得：，n＜，即：n=1時(shí)， ，n=2時(shí)，n=3時(shí)，；答：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，電場(chǎng)方向豎直向上；（2）要使粒子不從NS邊界飛出，粒子入射速度的最小值為．（3）若粒子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)從MT邊界飛出，粒子入射速度的所有可能值為：、或、或．【點(diǎn)睛】本題考查了粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，分析清楚粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程、作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是正確解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用平衡條件、牛頓第二定律即可正確解題，解題時(shí)注意數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用．5．在場(chǎng)強(qiáng)為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示．已知此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到z軸距離的2倍，重力加速度為g．求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P(x，y)的速率；(2)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中第一次下降的最大距離ym；(3)當(dāng)在上述磁場(chǎng)中加一豎直向上場(chǎng)強(qiáng)為E()的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，小球從O靜止釋放后獲得的最大速率。【來(lái)源】江蘇高考物理試題復(fù)習(xí)【答案】(1)；(2) ；(3)。【解析】【詳解】⑴洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得 ①解得 ②⑵設(shè)在最大距離處的速率為，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)有 ③且由②知 ④由③④及，得 ⑤⑶小球運(yùn)動(dòng)如圖所示，由動(dòng)能定理得 ⑥由圓周運(yùn)動(dòng)得 ⑦且由⑥⑦及，解得：6．，OH為對(duì)稱軸，且OM=（紙面內(nèi)）從C射出，試求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向（提示：可考慮沿CM方向運(yùn)動(dòng)的離子為研究對(duì)象）；（2）離子沿與CM成θ角的直線CN進(jìn)入磁場(chǎng)，其軌道半徑和在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；（3）線段CM的長(zhǎng)度.【來(lái)源】電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
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