高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的基本方法技巧及練習(xí)題及練習(xí)題(編輯修改稿)
2025-04-02 21:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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．7．如圖所示，MN為絕緣板，CD為板上兩個(gè)小孔，AO為CD的中垂線，在MN的下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外圖中未畫出，質(zhì)量為m電荷量為q的粒子不計(jì)重力以某一速度從A點(diǎn)平行于MN的方向進(jìn)入靜電分析器，靜電分析器內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)電場(chǎng)方向指向O點(diǎn)，已知圖中虛線圓弧的半徑為R，其所在處場(chǎng)強(qiáng)大小為E，若離子恰好沿圖中虛線做圓周運(yùn)動(dòng)后從小孔C垂直于MN進(jìn)入下方磁場(chǎng)．求粒子運(yùn)動(dòng)的速度大?。涣Ｗ釉诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)，與MN板碰撞，碰后以原速率反彈，且碰撞時(shí)無(wú)電荷的轉(zhuǎn)移，之后恰好從小孔D進(jìn)入MN上方的一個(gè)三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則三角形磁場(chǎng)區(qū)域最小面積為多少？MN上下兩區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為多少？粒子從A點(diǎn)出發(fā)后，第一次回到A點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的總時(shí)間為多少？【來(lái)源】2014屆福建省廈門雙十中學(xué)高三熱身考試物理試卷（帶解析)【答案】（1）；（2）；；（3）。【解析】【分析】【詳解】（1）由題可知，粒子進(jìn)入靜電分析器做圓周運(yùn)動(dòng)，則有：解得：（2）粒子從D到A勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示：由圖示三角形區(qū)域面積最小值為：在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力，則有：得：設(shè)MN下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，上方的磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：在下方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：在上方的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：總時(shí)間：8．如圖所示，在空間坐標(biāo)系x0區(qū)域中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，在一、四象限的正方形區(qū)域CDEF內(nèi)有方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，已知CD=2L，OC=L，E2 =4E1。在負(fù)x軸上有一質(zhì)量為m、電量為+q的金屬a球以速度v0沿x軸向右勻速運(yùn)動(dòng)，并與靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O處用絕緣細(xì)支柱支撐的（支柱與b球不粘連、無(wú)摩擦）質(zhì)量為2m、不帶電金屬b球發(fā)生彈性碰撞。已知a、b 球體積大小、材料相同且都可視為點(diǎn)電荷，碰后電荷總量均分，重力加速度為g，不計(jì)a、b球間的靜電力，不計(jì)a、b球產(chǎn)生的場(chǎng)對(duì)電場(chǎng)、磁場(chǎng)的影響，求：(1)碰撞后，a、b球的速度大小；(2)a、b碰后，經(jīng)時(shí)a球到某位置P點(diǎn)，求P點(diǎn)的位置坐標(biāo)；(3)a、b碰后，要使 b球不從CD邊界射出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值?！緛?lái)源】【全國(guó)百?gòu)?qiáng)?！亢邶埥」枮I市第三中學(xué)校2019屆高三上學(xué)期期末考試?yán)砜凭C合物理試題【答案】(1) ，；(2)（ ， ）； (3) 或【解析】【分析】(1)a、b碰撞，由動(dòng)量守恒和能量守恒關(guān)系求解碰后a、b的速度；(2)碰后a在電場(chǎng)中向左做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解P點(diǎn)的位置坐標(biāo)；(3)要使 b球不從CD邊界射出，求解恰能從C點(diǎn)和D點(diǎn)射出的臨界條件確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的范圍?！驹斀狻?1)a勻速，則 ①a、b碰撞，動(dòng)量守恒 ②機(jī)械能守恒 ③由②③得， ④(2)碰后a、b電量總量平分，則碰后a在電場(chǎng)中向左做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)a球到P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（x，y） ⑤ ， ⑥其中⑦，由⑤⑥⑦得，故P點(diǎn)的位置坐標(biāo)為（ ， ）⑧(3)碰撞后對(duì)b ⑨故b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 ⑩得 ?b恰好從C射出，則?由??得恰從D射出，則由幾何關(guān)系 ?，得 ?由??得故要使b不從CD邊界射出，則B的取值范圍滿足或【點(diǎn)睛】本題考查帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)量守恒定律及能量守恒關(guān)系，注意在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要注意幾何關(guān)系的應(yīng)用，在電場(chǎng)中注意由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解。9．如圖，豎直平面內(nèi)（紙面）存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向與水平方向成θ= 60176。角，紙面內(nèi)的線段MN與水平方向成α=30176。角，MN長(zhǎng)度為d．現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的帶電小球從M由靜止釋放，小球沿MN方向運(yùn)動(dòng)，到達(dá)N點(diǎn)的速度大小為（待求）；若將該小球從M點(diǎn)沿垂直于MN的方向，以大小的速度拋出，小球?qū)⒔?jīng)過(guò)M點(diǎn)正上方的P點(diǎn)（未畫出），已知重力加速度大小為g，求：(l)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E及小球在N點(diǎn)的速度；(2)M點(diǎn)和P點(diǎn)之間的電勢(shì)差；(3)小球在P點(diǎn)動(dòng)能與在M點(diǎn)動(dòng)能的比值．【來(lái)源】【市級(jí)聯(lián)考】江西省南昌市2019屆高三下學(xué)期4月第二次模擬考試?yán)砭C物理試題【答案】（1） （2） （3）【解析】【詳解】解：（1）由小球運(yùn)動(dòng)方向可知，小球受合力沿MN方向，如圖甲，由正弦定理：得：合力：F=mg從,有：得：（2）如圖乙，設(shè)MP為h，作PC垂直于電場(chǎng)線，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)：得：（3）如圖乙，作PD垂直于MN，從，由動(dòng)能定理：10．如圖所示的xoy坐標(biāo)系中，在第Ⅰ象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第IV象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)x軸上的Q點(diǎn)以速度可進(jìn)入磁場(chǎng)，方向與x軸正向成30176。．若粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后恰好能再回到電場(chǎng)，已知=3L，粒子的重力不計(jì)，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均未知．求（1）OP的距離（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?）若在O點(diǎn)右側(cè)2L處放置一平行于y軸的擋板，粒子能擊中擋板并被
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