高考物理帶電粒子在復合場中的運動解題技巧及經典題型及練習題(編輯修改稿)
2025-04-02 21:57 本頁面
【文章內容簡介】 小球做勻速圓周運動的速率為 ⑧由⑦⑧式得 ⑨7．，OH為對稱軸，且OM=（紙面內）從C射出，試求：（1）磁感應強度的大小和方向（提示：可考慮沿CM方向運動的離子為研究對象）；（2）離子沿與CM成θ角的直線CN進入磁場，其軌道半徑和在磁場中的運動時間；（3）線段CM的長度.【來源】電粒子在磁場中的運動【答案】（1），磁場方向垂直紙面向外；（2），；（3）?！窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻浚?）設沿CM方向運動的離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為R由R=d得，磁場方向垂直紙面向外（2）設沿CN運動的離子速度大小為v，在磁場中的軌道半徑為R′，運動時間為t，由vcosθ=v0得v＝由解得：R′=方法一：設弧長為s，則運動的時間：t=又s=2(θ+α)R′解得t=方法二：離子在磁場中做勻速圓周運動的周期T＝，則有：（3）方法一：由幾何關系得：CM=MNcotθ則有：解得：，以上3式聯(lián)立求解得CM=dcotα方法二：設圓心為A，過A做AB垂直NO，如圖所示由幾何關系得：而因此NM=BO因NM=CMtanθ又解得：CM=dcotα8．如圖所示，兩條豎直長虛線所夾的區(qū)域被線段MN分為上、下兩部分，上部分的電場方向豎直向上，下部分的電場方向豎直向下，兩電場均為勻強電場且電場強度大小相同。擋板PQ垂直MN放置，擋板的中點置于N點。在擋板的右側區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強磁場。在左側虛線上緊靠M的上方取點A，一比荷=5105C/kg的帶正電粒子，從A點以v0=2103m/s的速度沿平行MN方向射入電場，該粒子恰好從P點離開電場，經過磁場的作用后恰好從Q點回到電場。已知MN、PQ的長度均為L=，不考慮重力對帶電粒子的影響，不考慮相對論效應。(1)求電場強度E的大??；(2)求磁感應強度B的大??；(3)在左側虛線上M點的下方取一點C，且CM=，帶負電的粒子從C點沿平行MN方向射入電場，該帶負電粒子與上述帶正電粒子除電性相反外其他都相同。若兩帶電粒子經過磁場后同時分別運動到Q點和P點，求兩帶電粒子在A、C兩點射入電場的時間差?！緛碓础俊臼屑壜?lián)考】陜西省榆林市2019屆高三第二次理科綜合模擬試題（物理部分)【答案】(1) (2) (3) 【解析】【詳解】（1）帶正電的粒子在電場中做類平拋運動，有：L=v0t 解得E=16N/C（2）設帶正電的粒子從P點射出電場時與虛線的夾角為θ，則： 可得θ=450粒子射入磁場時的速度大小為v=v0粒子在磁場中做勻速圓周運動： 由幾何關系可知 解得B=102T （3）兩帶電粒子在電場中都做類平拋運動，運動時間相同；兩帶電粒子在磁場中都做勻速圓周運動，帶正電的粒子轉過的圓心角為，帶負電的粒子轉過的圓心角為；兩帶電粒子在AC兩點進入電場的時間差就是兩粒子在磁場中的時間差；若帶電粒子能在勻強磁場中做完整的圓周運動，則其運動一周的時間；帶正電的粒子在磁場中運動的時間為：；帶負電的粒子在磁場中運動的時間為： 帶電粒子在AC兩點射入電場的時間差為9．如圖所示，空間存在方向垂直于xOy平面向里的勻強磁場，在0yd的區(qū)域Ⅰ內的磁感應強度大小為B，在yd的區(qū)域Ⅱ、電荷量為q的粒子以速度 從O點沿y軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ.不計粒子重力．(1) 求粒子在區(qū)域Ⅰ中運動的軌道半徑：(2) 若粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ時的速度為 ，求粒子打在x軸上的位置坐標，并求出此過程中帶電粒子運動的時間；(3) 若此粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ的速度 ，求該粒子打在x軸上位置坐標的最小值．【來源】江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市2019屆高三第二次模擬考試物理試題【答案】（1）（2） （3）【解析】【分析】【詳解】（1）帶電粒子在磁場中運動，洛侖磁力提供向心力：把，代入上式，解得： (2) 當粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ時的速度為時，如圖所示在OA段圓周運動的圓心在O1，半徑為在AB段圓周運動的圓心在O2，半徑為在BP段圓周運動的圓心在O3，半徑為可以證明ABPO3為矩形，則圖中,由幾何知識可得：所以：所以粒子打在x軸上的位置坐標粒子在OA段運動的時間為：粒子在AB段運動的時間為粒子在BP段運動的時間為在此過程中粒子的運動時間： (3)設粒子在區(qū)域Ⅰ中軌道半徑為R，軌跡由圖可得粒子打在x軸上位置坐標：化簡得： 把上式配方：化簡為：則當時，位
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