高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題訓(xùn)練答案(編輯修改稿)
2025-04-05 04:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 況，電子在電場中做類平拋運動，分別列出豎直和水平方向的方程列式分析求解；在磁場中，關(guān)鍵要畫出軌跡圖分析，根據(jù)幾何關(guān)系求解．7．如圖甲所示，在xOy平面內(nèi)有足夠大的勻強電場E，在y軸左側(cè)平面內(nèi)有足夠大的磁場，磁感應(yīng)強度B1隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，選定磁場垂直紙面向里為正方向。在y軸右側(cè)平面內(nèi)還有方向垂直紙面向外的恒定的勻強磁場，分布在一個半徑為r=(圖中未畫出)且圓的左側(cè)與y軸相切，磁感應(yīng)強度B2=，t=0時刻，一質(zhì)量m=810－4kg、電荷量q=+210－4C的微粒從x軸上xp=－=。已知該帶電微粒在電磁場區(qū)域做勻速圓周運動。(g取10m/s2)(1)求電場強度。(2)若磁場15πs后消失，求微粒在第二象限運動過程中離x軸的最大距離；(3)若微粒穿過y軸右側(cè)圓形磁場時速度方向的偏轉(zhuǎn)角最大，求此圓形磁場的圓心坐標(biāo)(x，y)?！緛碓础筷兾饔芰质?019屆高考模擬第三次測試?yán)砜凭C合物理試題【答案】(1) ，方向豎直向上 (2) (3)【解析】【詳解】(1)因為微粒射入電磁場后做勻速圓周運動受到的電場力和重力大小相等，則：解得：，方向豎直向上(2)由牛頓第二定律有：所以從圖乙可知在內(nèi)微粒做勻速圓周運動，在內(nèi)微粒向左做勻速直線運動．在內(nèi)微粒又做勻速圓周運動，在內(nèi)微粒向右做勻速直線運動，之后穿過y軸．離x軸的最大距離(3)如圖，微粒穿過圓形磁場要求偏轉(zhuǎn)角最大，入射點A與出射點B的連線必須為磁場圓的直徑．由牛頓第二定律，有所以所以最大偏轉(zhuǎn)角為60176。所以圓心坐標(biāo)即磁場的圓心坐標(biāo)為．8．如圖，平面直角坐標(biāo)系中，在，y＞0及y＜L區(qū)域存在場強大小相同，方向相反均平行于y軸的勻強電場，在L＜y＜0區(qū)域存在方向垂直于xOy平面紙面向外的勻強磁場，一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子，經(jīng)過y軸上的點P1（0，L）時的速率為v0，方向沿x軸正方向，然后經(jīng)過x軸上的點P2（L，0）進(jìn)入磁場．在磁場中的運轉(zhuǎn)半徑R=L（不計粒子重力），求：（1）粒子到達(dá)P2點時的速度大小和方向；（2）；（3）粒子第一次從磁場下邊界穿出位置的橫坐標(biāo)；（4）粒子從P1點出發(fā)后做周期性運動的周期．【來源】2019年內(nèi)蒙古呼和浩特市高三物理二模試題【答案】（1）v0，與x成53176。角；（2）；（3）2L；（4）．【解析】【詳解】（1）如圖，粒子從P1到P2做類平拋運動，設(shè)到達(dá)P2時的y方向的速度為vy，由運動學(xué)規(guī)律知L=v0t1，L=t1可得t1=，vy=v0故粒子在P2的速度為v==v0設(shè)v與x成β角，則tanβ==，即β=53176。；（2）粒子從P1到P2，根據(jù)動能定理知qEL=mv2mv02可得E=粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)qvB=m解得：B===解得：；（3）粒子在磁場中做圓周運動的圓心為O′，在圖中，過P2做v的垂線交y=直線與Q′點，可得：P2O′===r故粒子在磁場中做圓周運動的圓心為O′，因粒子在磁場中的軌跡所對圓心角α=37176。，故粒子將垂直于y=L直線從M點穿出磁場，由幾何關(guān)系知M的坐標(biāo)x=L+（rrcos37176。）=2L；（4）粒子運動一個周期的軌跡如上圖，粒子從P1到P2做類平拋運動：t1=在磁場中由P2到M動時間：t2==從M運動到N，a==則t3==則一個周期的時間T=2（t1+t2+t3）=．9．如圖，在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz(x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上)。勻強磁場方向與xOy平面平行，且與x軸正方向的夾角為45176。，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(可看作質(zhì)點)平行于z軸以速度v0通過y軸上的點P(0，h，0)，重力加速度為g。(1)若帶電粒子沿z軸正方向做勻速直線運動，求滿足條件的電場強度的最小值Emin及對應(yīng)的磁感應(yīng)強度B；(2)在滿足(1)的條件下，當(dāng)帶電粒子通過y軸上的點P時，撤去勻強磁場，求帶電質(zhì)點落在xOz平面內(nèi)的位置；(3)若帶電粒子沿z軸負(fù)方向通過y軸上的點P時，改變電場強度大小和方向，同時改變磁感應(yīng)強度的大小，要使帶電質(zhì)點做勻速圓周運動且能夠經(jīng)過x軸，求電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小?！緛碓础堪不帐⌒鞘?019屆高三第二次模擬考試?yán)砜凭C合物理試題【答案】（1）Emin＝ （2）N（h，0，2v0）（3）【解析】【詳解】解：(1)如圖所示，帶電質(zhì)點受到重力（大小及方向均已知）、洛倫茲力（方向已知）、電場力（大小及方向均未知）的作用做勻速直線運動；根據(jù)力三角形知識分析可知：當(dāng)電場力方向與磁場方向相同時，場強有最小值根據(jù)物體的平衡規(guī)律有：解得：，(2)如圖所示，撤去磁場后，帶電質(zhì)點受到重力和電場力作用，其合力沿PM方向并與方向垂直，大小等于，故帶電質(zhì)點在與平面成角的平面內(nèi)作類平拋運動由牛頓第二定律：解得：設(shè)經(jīng)時間到達(dá)Oxz平面內(nèi)的點，由運動的分解可得：沿方向：沿PM方向：又聯(lián)立解得：則帶電質(zhì)點落在N（h，0，）點(3)當(dāng)電場力和重力平衡時，帶點質(zhì)點才能只受洛倫茲力作用做勻速圓周運動則有：得： 要使帶點質(zhì)點經(jīng)過x軸，圓周的直徑為h根據(jù)：解
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