湖北省沙市中學(xué)高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動壓軸題易錯題(編輯修改稿)
2025-04-02 05:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)強(qiáng)度B；(2)如果某次實驗時將磁場O的圓心往上移了，其余條件均不變，質(zhì)子束能在OO′ 連線的某位置相碰，求質(zhì)子束原來的長度l0應(yīng)該滿足的條件?！緛碓础亢鲜〕５率?019屆高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合物理試題【答案】(1) ；(2) 【解析】【詳解】解：(1)對于單個質(zhì)子進(jìn)入加速電場后，則有：又：解得：；根據(jù)對稱，兩束質(zhì)子會相遇于的中點(diǎn)P，粒子束由CO方向射入，根據(jù)幾何關(guān)系可知必定沿OP方向射出，出射點(diǎn)為D，過C、D點(diǎn)作速度的垂線相交于K，則K，則K點(diǎn)即為軌跡的圓心，如圖所示，并可知軌跡半徑r=R根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：可得磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度：(2)磁場O的圓心上移了，則兩束質(zhì)子的軌跡將不再對稱，但是粒子在磁場中運(yùn)達(dá)半徑認(rèn)為R，對于上方粒子，將不是想著圓心射入，而是從F點(diǎn)射入磁場，如圖所示，E點(diǎn)是原來C點(diǎn)位置，連OF、OD，并作FK平行且等于OD，連KD，由于OD=OF=FK，故平行四邊形ODKF為菱形，即KD=KF=R，故粒子束仍然會從D點(diǎn)射出，但方向并不沿OD方向，K為粒子束的圓心由于磁場上移了，故sin∠COF==，∠COF=，∠DOF=∠FKD=對于下方的粒子，沒有任何改變，故兩束粒子若相遇，則只可能相遇在D點(diǎn)，下方粒子到達(dá)C后最先到達(dá)D點(diǎn)的粒子所需時間為而上方粒子最后一個到達(dá)E點(diǎn)的試卷比下方粒子中第一個達(dá)到C的時間滯后上方最后的一個粒子從E點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)所需時間為要使兩質(zhì)子束相碰，其運(yùn)動時間滿足聯(lián)立解得5．如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，第Ⅰ、Ⅱ象限內(nèi)無電場和磁場。第Ⅳ象限內(nèi)（含坐標(biāo)軸）有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場，第Ⅲ象限內(nèi)有沿x軸正向、電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為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)入磁場時的速度大小v以及進(jìn)入磁場時到原點(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6．如圖所示，x軸正方向有以(0，)為圓心、半徑為r=，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=103T，方向垂直紙面向里。PQ為足夠大的熒光屏，在MN和PQ之間有方向豎直向下、寬度為2r的勻強(qiáng)電場(MN與磁場的右邊界相切)。粒子源中有帶正電的粒子不斷地由靜止電壓U=800V的加速電場加速。粒子經(jīng)加速后，沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場區(qū)域，再經(jīng)電場作用恰好能垂直打在熒光屏PQ上，粒子重力不計。粒子的比荷為=1010C/kg。求：(1)粒子離開磁場時速度方向與x軸正方向夾角的正切值。(2)
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