高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解題技巧及經(jīng)典題型及練習(xí)題(1)(編輯修改稿)
2025-04-02 21:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡：Eq=qv0B解得【點(diǎn)睛】此題關(guān)鍵是能根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)情況畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，結(jié)合幾何關(guān)系求解半徑等物理量；知道粒子作直線運(yùn)動(dòng)的條件是洛倫茲力等于電場(chǎng)力.6．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??；粒子在磁場(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)過的總時(shí)間為多少？【來源】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）?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻浚?）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：7．如圖所示，在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，虛線PQ與x軸正方向的夾角為60176。，其右側(cè)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)；左側(cè)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一質(zhì)量為m，帶電量為q的帶負(fù)電的粒子自坐標(biāo)原點(diǎn)O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)過一段時(shí)間后恰好自虛線PQ上的M點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與x軸的交點(diǎn)為N．已知O、M兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)；O、N兩點(diǎn)間的距離為（+1）L，粒子重力不計(jì)．求：（1）帶電粒子自坐標(biāo)原點(diǎn)O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度大小；（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大??；（3）若自O(shè)點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子帶正電，粒子的質(zhì)量、帶電量、初速度等都不變，則在粒子離開O點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)中第二次與虛線PQ相交的交點(diǎn)坐標(biāo)．【來源】2019年山東省德州市高三一模物理試卷【答案】（1）；（2）；（3）（，）．【解析】【詳解】（1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)qvB=，L=2rsin60176。解得粒子自坐標(biāo)原點(diǎn)O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度大小v=（2）粒子自M到N做類平拋運(yùn)動(dòng)沿電場(chǎng)方向：Lsin60176。=垂直電場(chǎng)方向；（）L=vt1得電場(chǎng)強(qiáng)度E=（3）若自O(shè)點(diǎn)射人磁場(chǎng)的粒子帶正電，粒子在磁場(chǎng)中逆時(shí)針轉(zhuǎn)過240176。后自R點(diǎn)垂直于電場(chǎng)方向離開磁場(chǎng)，如圖所示．離開磁場(chǎng)時(shí)x坐標(biāo)； y坐標(biāo)： 粒子進(jìn)入電場(chǎng)后自R到S做類平拋運(yùn)動(dòng)垂直電場(chǎng)方向； 沿電場(chǎng)方向： tan60176。=解得：， 第二次與虛線PQ的交點(diǎn)S的x坐標(biāo)：y坐標(biāo)： 則第二次與虛線PQ的交點(diǎn)S的坐標(biāo)為（，）8．如圖所示，A、B兩水平放置的金屬板板間電壓為U(U的大小、板間的場(chǎng)強(qiáng)方向均可調(diào)節(jié))，在靠近A板的S點(diǎn)處有一粒子源能釋放初速度為零的不同種帶電粒子，這些粒子經(jīng)A、B板間的電場(chǎng)加速后從B板上的小孔豎直向上飛出，進(jìn)入豎直放置的C、D板間，C、D板間存在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向水平向右，大小為E，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向水平向里，大小為B1。其中一些粒子能沿圖中虛線做直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)上方豎直圓上的a點(diǎn)，圓內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。其中S、a、圓心O點(diǎn)在同一豎直線上。不計(jì)粒子的重力和粒子之間的作用力。求：(1)能到達(dá)a點(diǎn)的粒子速度v的大?。?2)若e、f兩粒子帶不同種電荷，它們的比荷之比為1︰3，都能到達(dá)a點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)A、B兩金屬板間的加速電壓U1︰U2的絕對(duì)值大小為多大；(3)在滿足(2)中的條件下，若e粒子的比荷為k，e、f兩粒子在磁場(chǎng)圓中射出的兩位置恰好在圓形磁場(chǎng)的同一條直徑上，則兩粒子在磁場(chǎng)圓中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差△t為多少?【來源】河南省名校聯(lián)盟2019屆年高三第五次（3月份)調(diào)研考試?yán)砜凭C合物理試題【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】解：(1)能達(dá)到a點(diǎn)的粒子速度設(shè)為v，說明在C、D板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有：解得：(2)由題意得e、f兩粒子經(jīng)A、B板間的電壓加速后，速度都應(yīng)該為v，根據(jù)動(dòng)能定理得：它們的比荷之比：得出：
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