高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動壓軸題二輪復(fù)習(xí)及答案(編輯修改稿)
2025-04-02 21:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 方向的勻強(qiáng)電場，在邊長為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．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，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)電場的電場強(qiáng)度大小．（1）求電子進(jìn)入磁場時的位置坐標(biāo)；（2）若要使電子在磁場中從ab邊射出，求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件．【來源】【全國市級聯(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：電子在電場中做類平拋運(yùn)動，分別列出豎直和水平方向的方程，即可求出電子進(jìn)入磁場時的位置坐標(biāo)；電子從ab邊界射出，其運(yùn)動軌跡的臨界狀態(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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件．（1）電子在電場中做類平拋運(yùn)動，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 所以電子射出電場時的速度方向與x軸成45176。角，則電子在電場中沿x軸正方向和沿y軸負(fù)方向運(yùn)動的距離分別為L和，又因?yàn)锳點(diǎn)的坐標(biāo)是（0，），電子在無電場和磁場的區(qū)域內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，則電子射入磁場區(qū)的位置坐標(biāo)為（2L，0）且射入磁場區(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)動軌跡的臨界狀態(tài)分別與ab相切和bc相切 當(dāng)運(yùn)動軌跡與ab相切時，有r1＋r1sin45176。＝L 電子在磁場中運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力，有：解得： 當(dāng)運(yùn)動軌跡與bc相切時，有：r2＋r2sin45176。＝2L 電子在磁場中運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力，有： 解得： 勻強(qiáng)磁場的磁感應(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進(jìn)入磁場的情況，電子在電場中做類平拋運(yùn)動，分別列出豎直和水平方向的方程列式分析求解；在磁場中，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，右側(cè)有以點(diǎn)（2L，0）為圓心、半徑為L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)飄入電勢差為U的加速電場中，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，已知O、Q兩點(diǎn)之間的距離為，飛出電場后從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)電場強(qiáng)度E的大小和電子從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域時的速度vM；（2）若圓形區(qū)域內(nèi)加一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，使電子穿出圓形區(qū)域時速度方向垂直于x軸，求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電子在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的時間t；（3）若在電子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域時，取t＝0，在圓形區(qū)域內(nèi)加如圖乙所示變化的磁場（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)入圓形磁場時方向相同，請寫出磁場變化周期T滿足的關(guān)系表達(dá)式?！緛碓础俊臼〖壜?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）在加速電場中，從P點(diǎn)到Q點(diǎn)由動能定理得：可得電子從Q點(diǎn)到M點(diǎn)，做類
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