河北省臨漳縣第一中學(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)
2025-04-01 22:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 第一象限和第四象限內(nèi)均存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小分別為2B和B（B的大小未知），第二象限和第三象限內(nèi)存在沿﹣y方向的勻強電場，x軸上有一點P，其坐標(biāo)為（L，0）?，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)原點進入y軸右側(cè)并在隨后經(jīng)過了點P，不計粒子的重力。（1）求粒子經(jīng)過原點時的速度；（2）求磁感應(yīng)強度B的所有可能取值（3）求粒子從出發(fā)直至到達P點經(jīng)歷時間的所有可能取值?！敬鸢浮浚?）粒子經(jīng)過原點時的速度大小為v0，方向：與x軸正方向夾45176。斜向下；（2）磁感應(yīng)強度B的所有可能取值： n＝3……；（3）粒子從出發(fā)直至到達P點經(jīng)歷時間的所有可能取值： k＝3……或 n＝3……?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）粒子在電場中做類平拋運動，水平方向：2a＝v0t，豎直方向： ，解得：vy＝v0，tanθ＝＝1，θ＝45176。，粒子穿過O點時的速度：；（2）粒子在第四象限內(nèi)做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得： ，粒子能過P點，由幾何知識得：L＝nrcos45176。 n＝3……，解得： n＝3……；（3）設(shè)粒子在第二象限運動時間為t1，則：t1＝；粒子在第四、第一象限內(nèi)做圓周運動的周期：，粒子在下方磁場區(qū)域的運動軌跡為1/4圓弧，在上方磁場區(qū)域的運動軌跡為3/4圓弧，若粒子經(jīng)下方磁場直接到達P點，則粒子在磁場中的運動時間：t2＝T1，若粒子經(jīng)過下方磁場與上方磁場到達P點，粒子在磁場中的運動時間：t2＝T1+T2，若粒子兩次經(jīng)過下方磁場一次經(jīng)過上方磁場到達P點：t2＝2T1+T2，若粒子兩次經(jīng)過下方磁場、兩次經(jīng)過上方磁場到達P點：t2＝2T1+2T2，…………則 k＝3……或 n＝3……粒子從出發(fā)到P點經(jīng)過的時間：t＝t1+t2，解得： k＝3……或 n＝3……；6．如圖所示，真空中有一個半徑r=，磁場的磁感應(yīng)強度大小B=2103T，方向垂直于紙面向外，x軸與圓形磁場相切于坐標(biāo)系原點O，在x==，電場強E=103N/C，在x=，一粒子源在O點沿紙平面向各個方向發(fā)射速率相同、比荷C/kg的帶正電的粒子，若沿y軸正方向射入磁場的粒子恰能從磁場最右側(cè)的A點沿x軸正方向垂直進入電場，不計粒子的重力及粒子間的相互作用和其他阻力．求：(1)粒子源發(fā)射的粒子進入磁場時的速度大小；(2)沿y軸正方向射入磁場的粒子從射出到打到熒光屏上的時間(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(3)從O點處射出的粒子打在熒光屏上的縱坐標(biāo)區(qū)域范圍．【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動，由幾何關(guān)系確定半徑，根據(jù)求解速度；（2）粒子在磁場中運動T/4，根據(jù)周期求解在磁場中的運動時間；在電場中做類平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解在電場值的時間；（3）根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運動公式求解在電場中的側(cè)移量，從而求解從O點處射出的粒子打在熒光屏上的縱坐標(biāo)區(qū)域范圍．【詳解】（1）由題意可知，粒子在磁場中的軌道半徑為R=r=，由 進入電場時 帶入數(shù)據(jù)解得v=106m/s（2）粒子在磁場中運動的時間 粒子從A點進入電場做類平拋運動，水平方向的速度為v，所以在電場中運動的時間 總
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1