高中物理帶電粒子在復合場中的運動壓軸題提高題專題含答案(編輯修改稿)
2025-04-02 21:09 本頁面
【文章內容簡介】 受到重力、電場力和洛倫茲力的作用．由于電場力和重力相互抵消，它將做勻速圓周運動．如圖（a）所示：考慮到帶電微粒是從C點水平進入磁場，過O點后沿y軸負方向離開磁場，可得圓周運動半徑；設磁感應強度大小為B，由：可得磁感應強度大?。焊鶕笫侄▌t可知方向垂直xOy平面向外；(2)從任一點P水平進入磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，如圖（b）所示，設P點與點的連線與y軸的夾角為，其圓周運動的圓心Q的坐標為，圓周運動軌跡方程為：而磁場邊界是圓心坐標為（0，R）的圓周，其方程為：解上述兩式，可得帶電微粒做圓周運動的軌跡與磁場邊界的交點為或：坐標為的點就是P點，須舍去．由此可見，這束帶電微粒都是通過坐標原點后離開磁場的；(3)帶電微粒初速度大小變?yōu)?v，則從任一點P水平進入磁場的帶電微粒在磁場中做勻速圓周運動的半徑為：帶電微粒在磁場中經過一段半徑為的圓弧運動后，將在y軸的右方（x＞0區(qū)域）離開磁場并做勻速直線運動，如圖（c）所示．靠近M點發(fā)射出來的帶電微粒在穿出磁場后會射向x軸正方向的無窮遠處；靠近N點發(fā)射出來的帶電微粒會在靠近原點之處穿出磁場所以，這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域范圍是x＞0．答：（1）電場強度 ，方向沿y軸正方向和磁感應強度，方向垂直xOy平面向外．（2）這束帶電微粒都是通過坐標原點后離開磁場的；（3）若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v，這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域范圍是x＞0。6．如圖所示，在坐標系xoy中，過原點的直線OC與x軸正向的夾角φ=120176。，在OC右側有一勻強電場；在第二、三象限內有一勻強磁場，其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直抵面向里。一帶正電荷q、質量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區(qū)域，并從O點射出，粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角θ＝30176。，大小為v，粒子在磁場中的運動軌跡為紙面內的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍。粒子進入電場后，在電場力的作用下又由O點返回磁場區(qū)域，經過一段時間后再次離開磁場。已知粒子從A點射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運動的周期。忽略重力的影響。求（1）粒子經過A點時速度的方向和A點到x軸的距離；（2）勻強電場的大小和方向；（3）粒子從第二次離開磁場到再次進入電場時所用的時間?！緛碓础?008年高考全國卷Ⅰ理綜試題物理部分【答案】（1）垂直左邊界向右；（2），方向跟y軸成120176。角，斜向下指向左邊。（3）【解析】【分析】本題考查帶電粒子在磁場中的運動。【詳解】（1）設磁場左邊界與x軸相交于D點，過O點作速度v垂線OO1，與MN相交于O1點．由幾何關系可知，在直角三角形OO1D中∠OO1D =45186。設磁場左右邊界間距為d，則OO1=d。故粒子第一次進入磁場的運動軌跡的圓心即為O1點，圓孤軌跡所對的圓心角為45186。，且O1A為圓弧的半徑R。由此可知，粒子自A點射入磁場的速度與左邊界垂直。A點到x軸的距離：①由洛侖茲力公式、牛頓第二定律及圓周運動的規(guī)律，得②聯(lián)立①②式得③（2）依題意：勻強電場的方向與x軸正向夾角應為135186。設粒子在磁場中做圓周運動的周期為T，第一次在磁場中飛行的時間為t1，有④⑤由幾何關系可知，粒子再次從O點進入磁場的速度方向與磁場右邊夾角為45186。設粒子第二次在磁場中飛行的圓弧的圓心為O2，O2必定在直線OO1上。設粒子射出磁場時與磁
小學相關推薦
鄂ICP備17016276號-1