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正文內(nèi)容

高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題二輪復(fù)習(xí)及答案(編輯修改稿)

2025-04-02 21:09 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在邊長(zhǎng)為2L的正方形abcd區(qū)域(包括邊界)內(nèi)有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一電子從y軸上的A(0,)點(diǎn)以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng),已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e,正方形abcd的中心坐標(biāo)為(3L,0),且ab邊與x軸平行,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?)求電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo);(2)若要使電子在磁場(chǎng)中從ab邊射出,求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件.【來源】【全國市級(jí)聯(lián)考】河北省邯鄲市2018屆高三第一次模擬考試?yán)砭C物理試題【答案】(1)(2L,0)(2)≤B< 【解析】試題分析:電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),分別列出豎直和水平方向的方程,即可求出電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo);電子從ab邊界射出,其運(yùn)動(dòng)軌跡的臨界狀態(tài)分別與ab相切和bc相切,根據(jù)幾何關(guān)系求出相應(yīng)半徑,由洛倫茲力提供向心力即可求出強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件.(1)電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示:則有:豎直方向有:加速度為: 水平方方向?yàn)椋贺Q直速度:vy=at1 解得:y1= vy=v0 所以電子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與x軸成45176。角,則電子在電場(chǎng)中沿x軸正方向和沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的距離分別為L(zhǎng)和,又因?yàn)锳點(diǎn)的坐標(biāo)是(0,),電子在無電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),則電子射入磁場(chǎng)區(qū)的位置坐標(biāo)為(2L,0)且射入磁場(chǎng)區(qū)的速度大?。簐=v0,方向與x軸成45176。角.(2)分使電子從ab邊界射出,其運(yùn)動(dòng)軌跡的臨界狀態(tài)分別與ab相切和bc相切 當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡與ab相切時(shí),有r1+r1sin45176。=L 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,有:解得: 當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡與bc相切時(shí),有:r2+r2sin45176。=2L 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,有: 解得: 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件:≤B< 點(diǎn)睛:本題主要考查了帶電粒子由電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)的情況,電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),分別列出豎直和水平方向的方程列式分析求解;在磁場(chǎng)中,關(guān)鍵要畫出軌跡圖分析,根據(jù)幾何關(guān)系求解.6.如圖甲所示,在直角坐標(biāo)系中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),右側(cè)有以點(diǎn)(2L,0)為圓心、半徑為L(zhǎng)的圓形區(qū)域,與x軸的交點(diǎn)分別為M、N,在xOy平面內(nèi),從電離室產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電荷量為e的電子以幾乎為零的初速度從P點(diǎn)飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)中,加速后經(jīng)過右側(cè)極板上的小孔Q點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),已知O、Q兩點(diǎn)之間的距離為,飛出電場(chǎng)后從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域,不考慮電子所受的重力。(1)求0≤x≤L區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和電子從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域時(shí)的速度vM;(2)若圓形區(qū)域內(nèi)加一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使電子穿出圓形區(qū)域時(shí)速度方向垂直于x軸,求所加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電子在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;(3)若在電子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),取t=0,在圓形區(qū)域內(nèi)加如圖乙所示變化的磁場(chǎng)(以垂直于紙面向外為正方向),最后電子從N點(diǎn)飛出,速度方向與進(jìn)入圓形磁場(chǎng)時(shí)方向相同,請(qǐng)寫出磁場(chǎng)變化周期T滿足的關(guān)系表達(dá)式?!緛碓础俊臼〖?jí)聯(lián)考】吉林省名校2019屆高三下學(xué)期第一次聯(lián)合模擬考試物理試題【答案】(1),設(shè)vM的方向與x軸的夾角為θ,θ=45176。;(2),;(3)T的表達(dá)式為(n=1,2,3,…)【解析】【詳解】(1)在加速電場(chǎng)中,從P點(diǎn)到Q點(diǎn)由動(dòng)能定理得:可得電子從Q點(diǎn)到M點(diǎn),做類
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