高中物理帶電粒子在無邊界勻強磁場中運動真題匯編(含答案)(編輯修改稿)
2025-04-02 21:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在磁場中洛倫茲力提供向心力，則有：得：設MN下方的磁感應強度為B1，上方的磁感應強度為B2，如圖所示：若只碰撞一次，則有：故若碰撞次，則有：故（3）粒子在電場中運動時間：在下方的磁場中運動時間：在上方的磁場中運動時間：總時間：7．如圖所示，地面某處有一粒子發(fā)射器A，發(fā)射器尺寸忽略不計，可以豎直向上發(fā)射速度介于v0~2v0的電子。發(fā)射器右側距離A為L的O處，有一足夠長突光板OD，可繞O點 轉動，使其與水平方向的夾角可調(diào)，且AOD在同一平面內(nèi)，其中OC段長度也為L， 電子打到熒光板上時，可使熒光板發(fā)光。在電子運動的范圍內(nèi)，加上垂直紙面向里的勻 強磁場。設電子質(zhì)量為m，電荷量為e，重力忽略不計。初始=45176。，若速度為2v0的電子恰好垂直打在熒光板上C點，求：（1）磁場的磁感應強度大小B；（2）；（3）在單位時間內(nèi)發(fā)射器A發(fā)射N個電子，保持磁感應強度B不變，若打在熒光板上的電子數(shù)隨速率均勻分布，且50%被板吸收，50%被反向彈回，求熒光板受到的平均作用力大?。ㄖ豢紤]電子與收集板的一次碰撞）；（4）若磁感應強度在（B△B）到（B+△B）之間小幅波動，將熒光板角調(diào)整到90176。，要在探測板上完全分辨出速度為v0和2v0的兩類電子，則的最大值為多少？【答案】(1) (2) (3) （4）【解析】【詳解】（1）由洛倫茲力提供向心力： qvB=m 2v0對應半徑為L，得B=（2） cosl35176。= 解得:x=取x= （3）F吸= F反= F總=F吸+F反= （4）x1=x2= r1=r2=x2＞x1得 最大值為 8．如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距為d，a、b間加有電壓， b板下方空間存在著方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板進入勻強磁場，最后粒子打到b板的Q處(圖中未畫出)被吸收．已知P到b板左端的距離為2d，求：（1）進入磁場時速度的大小和方向；（2）P、Q之間的距離；（3）粒子從進入板間到打到b板Q處的時間．【答案】（1） （2） （3） 【解析】【分析】【詳解】（1）粒子在兩板間做類平拋運動，則：v0t=2d =d，所以，v0=vyvp=，＝1，θ＝45176。（2）粒子在磁場中做勻速圓周運動，圓心為O，半徑為r，如圖；，得：左手定則，判斷出粒子軌跡，（3）在電場中的時間 磁場中的周期 ，則【點睛】此題關鍵是搞清粒子的運動特點：在電場中做類平拋運動，在磁場中做勻速圓周運動，畫出粒子的運動軌跡圖即可解答.9．如圖所示，在平面直角坐標系x軸的上方（，）區(qū)域范圍內(nèi)存在著勻強磁場，磁感應強度為B。在空間（，）處有一粒子源P，能向平面內(nèi)各個方向發(fā)射質(zhì)量為m、帶電量為q，速度為的帶電粒子。（已知，答案涉及位置或長度的均用a表示），求：(1)x軸上能接收到粒子的區(qū)域長度L1；(2)x上能被不同角度射出的兩個粒子打中的區(qū)域長度L2；(3)若在x軸的正半軸上鋪設擋板，且粒子源P打出的部分粒子恰好垂直打在擋板上并反彈，每次反彈后速度方向相反，則求這些粒子出磁場時的縱坐標y及粒子在磁場中運動的時間。【答案】(1) (2) (3) 【解析】【詳解】(1)根據(jù)題意，粒子在磁場中運動的半徑，粒子打在MN上的范圍如圖1所示最右側： 最左側：F與MN相切，由幾何關系知解得 (2)如圖1所示，有不同角度射出的兩個粒子打中的長度為OD, 得(3)粒子垂直打在擋板上，由幾何關系可知，粒子打在G點后反彈， 再反彈，之后從磁場右邊界出去，由幾何關系可知， 所有粒子周期相同粒子走過的圓心角為所以10．質(zhì)量為m電荷量為+q的帶電粒子（不考慮重力）從半圓形區(qū)域邊界A點沿直徑方向正對圓心兩次以相同速度v水平射入。第一次射入時，空間中只有豎直向下的勻強電場，第二次只有垂直于紙面向外的勻強磁場（磁場和電場區(qū)域都無限大且未畫出）。發(fā)現(xiàn)帶電粒子兩次都擊中半圓形邊界上同一點B。（1）證明兩次粒子打到B點速度方向不同；（2）判斷兩次粒子打到B點的時間長短，并加以證明?！敬鸢浮浚?）因為，所以兩次粒子
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