高中物理高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(一)解題方法和技巧及練習(xí)題(編輯修改稿)
2025-04-02 21:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 市2019屆高中畢業(yè)班第二次質(zhì)量檢測(cè)高三理綜物理試題【答案】（1）；（2） ；（3） （n=1，2，3……..）； （n=1，2，3……..）【解析】【分析】【詳解】解：(1)小球在x軸上方勻速圓周，可得： 小球從A到P的過(guò)程做內(nèi)平拋運(yùn)動(dòng)： 結(jié)合：可得：由牛頓第三定律可得： 解得： 故： (2) 小球第一次通過(guò)P點(diǎn)時(shí)與x軸正向成，可知小球在P點(diǎn)時(shí)則有：故P點(diǎn)時(shí)的速度： 由類平拋的位移公式可得： 小球多次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，軌跡如圖甲所示，小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)個(gè)周期后，到達(dá)x軸上的Q點(diǎn)，P、Q關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱，之后回到A并不斷重復(fù)這一過(guò)程，從而多次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)設(shè)小球在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由幾何關(guān)系可得： 又由：聯(lián)立解得： (3)小球恰能兩次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，軌跡如圖乙所示在x軸上方，小球在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期：在x軸下方，小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：由規(guī)律可知，小球恰能兩次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)滿足的幾何關(guān)系為： （n=1，2，3……..）解得： （n=1，2，3……..）兩次通過(guò)P點(diǎn)的時(shí)間間隔為： （n=1，2，3……..）解得： （n=1，2，3……..）7．如圖所示，在xoy平面的第二象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=102V/m，第一象限某區(qū)域內(nèi)存在著一個(gè)邊界為等邊三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xoy平面向外。一比荷=107C/kg的帶正電粒子從x軸上的P點(diǎn)射入電場(chǎng)，速度大小v0=2104m/s，與x軸的夾角θ=60176。該粒子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，由y軸上的Q點(diǎn)以垂直于y軸的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)射出，后來(lái)恰好通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，且與x軸負(fù)方向的夾角α=60176。，不計(jì)粒子重力。求：(1)OP的長(zhǎng)度和OQ的長(zhǎng)度；(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；(3)等邊三角形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。【來(lái)源】安徽蚌埠市2019屆高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢查考試?yán)砭C（二模)物理試題【答案】(1) (2) B= (3)【解析】【詳解】解：(1)粒子在電場(chǎng)中沿x軸正方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿y軸正方向的分運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)沿y軸方向：，，沿x軸正方向：聯(lián)立解得：(2)粒子在磁場(chǎng)中作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖根據(jù)幾何關(guān)系由：解得：r=根據(jù)牛頓第二定律可得：解得：B=(3)根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡和幾何關(guān)系可知，以弦QD為邊長(zhǎng)L的△QRD是磁場(chǎng)區(qū)域面積最小的等邊三角形，如圖，則，故最小面積：8．如圖，平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，x0、y0區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，x0區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。一比荷qm=5108C/kg的粒子，從點(diǎn)P(－6cm，0)進(jìn)入電場(chǎng)，初速度v0=8106m/s，方向沿y軸正方向，一段時(shí)間后經(jīng)點(diǎn)Q(0，16cm)進(jìn)入磁場(chǎng)。粒子重力不計(jì)，求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；(2)粒子第一次回到電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)?！緛?lái)源】【全國(guó)百?gòu)?qiáng)?！亢颖笔『馑袑W(xué)2019屆高三統(tǒng)一聯(lián)合考試?yán)砜凭C合試題（物理部分)【答案】(1)6105NC (2)(0，4cm) 【解析】【分析】（1）粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q做類平拋運(yùn)動(dòng)，利用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求解；（2）進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，正確地畫(huà)出軌跡，找好相應(yīng)的幾何關(guān)系?！驹斀狻浚?）粒子由P到Q做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，設(shè)y軸方向粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)y=v0t沿x軸正方向粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)x=12qEmt2解得：E=6105N/C（2）如圖所示，設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v，方向與y軸夾角為θ，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O1洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=mv2r則圓周運(yùn)動(dòng)半徑r=mvqB設(shè)粒子第一次從y軸回到電場(chǎng)時(shí)的左邊為y1，根據(jù)幾何關(guān)系：yy1=2rsinθ在電場(chǎng)，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功：qEx=12mv212mv02，v0=vcosθ解得：y1=4cm即粒子第一次回到電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為(0,4cm)9．如圖所示，在豎直平面（紙面）內(nèi)有長(zhǎng)為l的CD、EF兩平行帶電極板，上方CD為正極板，下方EF為負(fù)極板，兩極板間距為l，O點(diǎn)為兩極板邊緣C、E兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)；兩極板右側(cè)為邊長(zhǎng)為l的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。離子源P產(chǎn)生的電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子飄入電壓為U1的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零，被電場(chǎng)加速后在豎直平面內(nèi)從O點(diǎn)斜向上射入兩極板間，帶電粒子恰好從CD極板邊緣D點(diǎn)垂直DF邊界進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與帶電粒子射入電場(chǎng)O點(diǎn)時(shí)的速度大小v0的關(guān)系為，帶電粒子重力不計(jì)。求（1）帶電粒子射入電場(chǎng)O點(diǎn)時(shí)的速度大小v0；（2）兩平行極板間的電壓U2；（3）帶電粒子在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t?！緛?lái)源】【市級(jí)聯(lián)考】四川省德陽(yáng)市2019屆高三下學(xué)期二診物理試題【答案】（1） ；（2）U1；（3）【解析】【詳解】（1）電荷在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得：，解得：；（2）粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向與水平方向間的夾角為θ，在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中：，，加速度： ，解得：；
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