高考物理帶電粒子在磁場中的運動習題復習題及答案解析(編輯修改稿)
2025-04-02 21:10 本頁面
【文章內容簡介】 不能被吸收．⑥（3）若速度為的粒子能到達點的接收器，則所加磁場應垂直坐標平面向外⑦設離子在所加磁場中的運動半徑為，由幾何關系有⑧又⑨解得（或）⑩若粒子到達點的接收器，所加磁場應垂直于坐標平面向里同理：解得（或）5．如圖所示，在第一象限內存在勻強電場，電場方向與x軸成45176。角斜向左下，在第四象限內有一勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域是由一個半徑為R的半圓和一個長為2R、寬為的矩形組成，磁場的方向垂直紙面向里．一質量為m、電荷量為+q的粒子(重力忽略不計)以速度v從Q(0，3R)點垂直電場方向射入電場，恰在P(R，0)點進入磁場區(qū)域．(1)求電場強度大小及粒子經過P點時的速度大小和方向；(2)為使粒子從AC邊界射出磁場，磁感應強度應滿足什么條件；(3)為使粒子射出磁場區(qū)域后不會進入電場區(qū)域，磁場的磁感應強度應不大于多少?【答案】(1) ；，速度方向沿y軸負方向(2)(3)【解析】【分析】【詳解】（1）在電場中，粒子沿初速度方向做勻速運動沿電場力方向做勻加速運動，加速度為a設粒子出電場時沿初速度和沿電場力方向分運動的速度大小分別為、合速度、聯(lián)立可得進入磁場的速度，速度方向沿y軸負方向（2）由左手定則判定，粒子向右偏轉，當粒子從A點射出時，運動半徑由得當粒子從C點射出時，由勾股定理得解得由得根據粒子在磁場中運動半徑隨磁場減弱而增大，可以判斷，當時，粒子從AC邊界射出（3）為使粒子不再回到電場區(qū)域，需粒子在CD區(qū)域穿出磁場，設出磁場時速度方向平行于x軸，其半徑為，由幾何關系得解得由得磁感應強度小于，運轉半徑更大，出磁場時速度方向偏向x軸下方，便不會回到電場中6．如圖所示，熒光屏與軸垂直放置，與軸相交于點，點的橫坐標，在第一象限軸和之間有沿軸負方向的勻強電場，電場強度，在第二象限有半徑的圓形磁場，磁感應強度，方向垂直平面向外．磁場的邊界和軸相切于點．在點有一個粒子源，可以向軸上方180176。范圍內的各個方向發(fā)射比荷為的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率．不考慮粒子的重力、粒子間的相互作用．求：（1）帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑；（2）粒子從軸正半軸上射入電場的縱坐標范圍；（3）帶電粒子打到熒光屏上的位置與點間的最遠距離．【答案】（1） （2） （3）【解析】【詳解】（1）帶電粒子進入磁場受到洛倫茲力的作用做圓周運動解得：（2）由（1）問中可知，取任意方向進入磁場的粒子，畫出粒子的運動軌跡如圖所示，由幾何關系可知四邊形為菱形，所以，又垂直于軸，粒子出射的速度方向與軌跡半徑垂直，則所有粒子離開磁場時的方向均與軸平行，所以粒子從軸正半軸上射入電場的縱坐標范圍為．（3）假設粒子沒有射出電場就打到熒光屏上，有 解得：，說明粒子離開電場后才打到熒光屏上．設從縱坐標為的點進入電場的粒子在電場中沿軸方向的位移為，則 代入數(shù)據解得設粒子最終到達熒
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