高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題二輪復(fù)習(xí)及答案(編輯修改稿)
2025-04-02 21:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 子圓周運(yùn)動(dòng)直徑可求磁場(chǎng)的最小面積．根據(jù)氕、氚得運(yùn)動(dòng)周期，結(jié)合幾何關(guān)系，可求氕、氚到匯聚點(diǎn)的時(shí)間差．【詳解】(1) 由電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，Bqv＝Eq解得v＝E/B.(2) 由洛倫茲力提供向心力，B1vq＝m由幾何關(guān)系得r＝d解得B1＝.(3) 分析可得氚粒子圓周運(yùn)動(dòng)直徑為3r磁場(chǎng)最小面積S＝π解得S＝πd2由題意得B2＝2B1由T＝得T＝由軌跡可知Δt1＝(3T1－T1) ，其中T1＝Δt2＝(3T2－T2)，其中T2＝)解得5．如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi),直角三角形abc的直角邊ab長(zhǎng)為6d，與y軸重合,∠bac=30176。,中位線OM與x軸重合,三角形內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在笫一象限內(nèi),有方向沿y軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小間滿足E=v0B．在x=3d的N點(diǎn)處,－3d≤y≤0的范圍內(nèi)垂直于y軸向左射入磁場(chǎng),其中從y軸上y=－2d處射入的電子,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,恰好經(jīng)過(guò)O點(diǎn)．電子質(zhì)量為m,電量為e,電子間的相互作用及重力不計(jì)．求(1)勻強(qiáng)磁楊的磁感應(yīng)強(qiáng)度B(2)電子束從y軸正半軸上射入電場(chǎng)時(shí)的縱坐標(biāo)y的范圍。(3)熒光屏上發(fā)光點(diǎn)距N點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離L【來(lái)源】四川省樂(lè)山市2018屆高三第二次調(diào)查研究考試?yán)砭C物理試題【答案】（1）； （2）；（3）；【解析】(1)設(shè)電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r；由幾何關(guān)系可得r=d電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：解得：(2)當(dāng)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌跡與ac邊相切時(shí)，電子從+ y軸射入電場(chǎng)的位置距O點(diǎn)最遠(yuǎn)，如圖甲所示.設(shè)此時(shí)的圓心位置為，有：解得即從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的電子射出磁場(chǎng)時(shí)的位置距O點(diǎn)最遠(yuǎn)所以電子束從y軸正半軸上射入電場(chǎng)時(shí)的縱坐標(biāo)y的范圍為設(shè)電子從范圍內(nèi)某一位置射入電場(chǎng)時(shí)的縱坐標(biāo)為y，從ON間射出電場(chǎng)時(shí)的位置橫坐標(biāo)為x，速度方向與x軸間夾角為θ，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，電子打到熒光屏上產(chǎn)生的發(fā)光點(diǎn)距N點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，如圖乙所示：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有： 解得：即時(shí)，L有最大值解得： 當(dāng)【點(diǎn)睛】本題屬于帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要求能正確的畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡，并根據(jù)幾何關(guān)系確定某些物理量之間的關(guān)系；粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)經(jīng)常用化曲為直的方法，求極值的問(wèn)題一定要先找出臨界的軌跡，注重?cái)?shù)學(xué)方法在物理中的應(yīng)用．6．電子擴(kuò)束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的極板由相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板組成，如圖甲所示．大量電子由靜止開(kāi)始，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間OO’射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．當(dāng)兩板不帶電時(shí)，這些電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間為2t0；:當(dāng)在兩板間加最大值為U0、周期為2t0的電壓(如圖乙所示)時(shí)，所有電子均能從兩板間通過(guò)，然后進(jìn)入豎直寬度足夠大的勻強(qiáng)酸場(chǎng)中，最后打在豎直放置的熒光屏上．已知磁場(chǎng)的水平寬度為L(zhǎng)，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，其重力不計(jì)．（1）求電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的位置到OO’的最遠(yuǎn)位置和最近位置之間的距離（2）要使所有電子都能垂直
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