高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運動試題類型及其解題技巧(編輯修改稿)
2025-04-05 04:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 正、負電子在磁場中運動的時間為： D型盒間的電場對電子做功的平均功率： (3)設(shè)電子在勻強磁場中做圓周運動的半徑為，由幾何關(guān)系可得解得： 根據(jù)洛倫磁力提供向心力可得：電磁鐵內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小：6．在平面直角坐標系中，第Ⅱ、Ⅲ象限軸到直線范圍內(nèi)存在沿軸正方向的勻強電場，電場強度大小，第I、Ⅳ象限以為圓心，半徑為的圓形范圍內(nèi)，存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，電荷量的帶正電的粒子從上任意位置由靜止進入電場．已知直線到y(tǒng)軸的距離也等于．不計粒子重力，求：（1）粒子進入磁場時的速度大??；（2）若某個粒子出磁場時速度偏轉(zhuǎn)了，則該粒子進入電場時到軸的距離h多大？（3）粒子在磁場中運動的最長時間．【來源】天津市耀華中學2019屆高三高考二模物理試題【答案】（1）2000m/s（2）（3）【解析】【詳解】（1）粒子在電場中加速，則有：解得：（2）在磁場中，有：解得： 即正好等于磁場半徑，如圖，軌跡圓半徑與磁場圓半徑正好組成一個菱形由此可得（3）無論粒子從何處進入磁場，（2）中菱形特點均成立，所有粒子均從同一位置射出磁場，故7．平面直角坐標系的第一象限和第四象限內(nèi)均存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小分別為2B和B（B的大小未知），第二象限和第三象限內(nèi)存在沿﹣y方向的勻強電場，x軸上有一點P，其坐標為（L，0）?，F(xiàn)使一個電量大小為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從坐標（﹣2a，a）處以沿+x方向的初速度v0出發(fā)，該粒子恰好能經(jīng)原點進入y軸右側(cè)并在隨后經(jīng)過了點P，不計粒子的重力。（1）求粒子經(jīng)過原點時的速度；（2）求磁感應(yīng)強度B的所有可能取值（3）求粒子從出發(fā)直至到達P點經(jīng)歷時間的所有可能取值?！緛碓础?019年東北三省四市高考二模物理試題【答案】（1）粒子經(jīng)過原點時的速度大小為v0，方向：與x軸正方向夾45176。斜向下；（2）磁感應(yīng)強度B的所有可能取值： n＝3……；（3）粒子從出發(fā)直至到達P點經(jīng)歷時間的所有可能取值： k＝3……或 n＝3……?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）粒子在電場中做類平拋運動，水平方向：2a＝v0t，豎直方向： ，解得：vy＝v0，tanθ＝＝1，θ＝45176。，粒子穿過O點時的速度：；（2）粒子在第四象限內(nèi)做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得： ，粒子能過P點，由幾何知識得：L＝nrcos45176。 n＝3……，解得： n＝3……；（3）設(shè)粒子在第二象限運動時間為t1，則：t1＝；粒子在第四、第一象限內(nèi)做圓周運動的周期：，粒子在下方磁場區(qū)域的運動軌跡為1/4圓弧，在上方磁場區(qū)域的運動軌跡為3/4圓弧，若粒子經(jīng)下方磁場直接到達P點，則粒子在磁場中的運動時間：t2＝T1，若粒子經(jīng)過下方磁場與上方磁場到達P點，粒子在磁場中的運動時間：t2＝T1+T2，若粒子兩次經(jīng)過下方磁場一次經(jīng)過上方磁場到達P點：t2＝2T1+T2，若粒子兩次經(jīng)過下方磁場、兩次經(jīng)過上方磁場到達P點：t2＝2T1+2T2，…………則 k＝3……或 n＝3……粒子從出發(fā)到P點經(jīng)過的時間：t＝t1+t2，解得： k＝3……或 n＝3……；8．如圖所示，一靜止的電子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，立即射入偏轉(zhuǎn)勻強電場中，射入方向與偏轉(zhuǎn)電場的方向垂直，射入點為A，最終電子從B點離開偏轉(zhuǎn)電場。已知偏轉(zhuǎn)電場的電場強度大小為E，方向豎直向上（如圖所示），電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，重力忽略不計。求：（1）電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0；（2）若將加速電場的電壓提高為原來的2倍，使電子仍從B點經(jīng)過，則偏轉(zhuǎn)電場的電場強度E1應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?？?）若在偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域加上垂直紙面向外的勻強磁場，使電子從A點射入該相互垂直的電場和磁場共同存在的區(qū)域沿直線運動，求所加磁場的磁感應(yīng)強度大小。【來源】【區(qū)級聯(lián)考】北京市順義區(qū)2019屆高三第二次統(tǒng)練理綜物理試題【答案】（1）（2）2倍 （3）【解析】【詳解】（1）電子在電場中的加速，由動能定理得：所以，（2）設(shè)電子的水平位移為x，電子的豎直偏移量為y，則有： 聯(lián)立解得：根據(jù)題意可知x、y均不變，當U增大到原來的2倍，場強E也增大為原來的2倍。（3）電子做直線運動 解得： 9．如圖所示為一“匚”字型金屬框架截面圖，上下為兩水平且足夠長平行金屬板，通過左側(cè)長度為L＝1m的金屬板連接．空間中有垂直紙面向里場強大小B＝，金屬框架在外力的作用下以速度v0＝1m/s水平向左做勻速直線運動．框架內(nèi)O處有一質(zhì)量為m＝、帶正電q＝1C的小球．若以某一速度水平向右飛出時，則沿圖中虛線′做直線運動；若小球在O點靜止釋放，則小球的運動軌跡沿如圖曲線（實線）所示，已知此曲線在最低點P的曲率半徑（曲線上過P點及緊鄰P點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓的半徑叫做該點的曲率半徑）為P點到O點豎直高度h的2倍，重力加速度g取10 m/s2．求：（1）小球沿圖中
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