黑龍江省安達(dá)市育才高中高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題易錯(cuò)題(編輯修改稿)
2025-04-02 23:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 磁場(chǎng)中運(yùn)達(dá)半徑認(rèn)為R，對(duì)于上方粒子，將不是想著圓心射入，而是從F點(diǎn)射入磁場(chǎng)，如圖所示，E點(diǎn)是原來(lái)C點(diǎn)位置，連OF、OD，并作FK平行且等于OD，連KD，由于OD=OF=FK，故平行四邊形ODKF為菱形，即KD=KF=R，故粒子束仍然會(huì)從D點(diǎn)射出，但方向并不沿OD方向，K為粒子束的圓心由于磁場(chǎng)上移了，故sin∠COF==，∠COF=，∠DOF=∠FKD=對(duì)于下方的粒子，沒(méi)有任何改變，故兩束粒子若相遇，則只可能相遇在D點(diǎn)，下方粒子到達(dá)C后最先到達(dá)D點(diǎn)的粒子所需時(shí)間為而上方粒子最后一個(gè)到達(dá)E點(diǎn)的試卷比下方粒子中第一個(gè)達(dá)到C的時(shí)間滯后上方最后的一個(gè)粒子從E點(diǎn)到達(dá)D點(diǎn)所需時(shí)間為要使兩質(zhì)子束相碰，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿足聯(lián)立解得5．如圖所示，在直角坐標(biāo)系0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在邊長(zhǎng)為2L的正方形abcd區(qū)域（包括邊界）內(nèi)有方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一電子從y軸上的A（0，）點(diǎn)以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，正方形abcd的中心坐標(biāo)為（3L，0），且ab邊與x軸平行，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?）求電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)；（2）若要使電子在磁場(chǎng)中從ab邊射出，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件．【來(lái)源】【全國(guó)市級(jí)聯(lián)考】河北省邯鄲市2018屆高三第一次模擬考試?yán)砭C物理試題【答案】（1）（2L，0）（2）≤B＜ 【解析】試題分析：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，即可求出電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)；電子從ab邊界射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡的臨界狀態(tài)分別與ab相切和bc相切，根據(jù)幾何關(guān)系求出相應(yīng)半徑，由洛倫茲力提供向心力即可求出強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件．（1）電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示：則有：豎直方向有：加速度為： 水平方方向?yàn)椋贺Q直速度：vy＝at1 解得：y1＝ vy＝v0 所以電子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與x軸成45176。角，則電子在電場(chǎng)中沿x軸正方向和沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的距離分別為L(zhǎng)和，又因?yàn)锳點(diǎn)的坐標(biāo)是（0，），電子在無(wú)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電子射入磁場(chǎng)區(qū)的位置坐標(biāo)為（2L，0）且射入磁場(chǎng)區(qū)的速度大?。簐＝v0，方向與x軸成45176。角．（2）分使電子從ab邊界射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡的臨界狀態(tài)分別與ab相切和bc相切 當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡與ab相切時(shí)，有r1＋r1sin45176。＝L 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，有：解得： 當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡與bc相切時(shí)，有：r2＋r2sin45176。＝2L 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，有： 解得： 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件：≤B＜ 點(diǎn)睛：本題主要考查了帶電粒子由電場(chǎng)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．6．在地面附近的真空中，存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直電場(chǎng)方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖甲所示．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B（圖像中的B0末知）隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示．該區(qū)域中有一條水平直線MN，D是MN上的一點(diǎn)．在t＝0時(shí)刻，有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球(可看做質(zhì)點(diǎn))，從M點(diǎn)開始沿著水平直線以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻恰好到達(dá)N點(diǎn)．經(jīng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，小球在t＝2t0至t＝3t0時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻，又豎直向下經(jīng)過(guò)直線MN上的D點(diǎn)，并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過(guò)D點(diǎn)．不考
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