高考物理帶電粒子在復合場中的運動習題知識歸納總結word(編輯修改稿)
2025-04-05 04:58 本頁面
【文章內容簡介】 段時間后與靜止在平臺D點的小球b發(fā)生彈性碰撞，碰后兩球離開平臺，并在此后的運動過程中發(fā)生多次彈性碰撞，a球帶電量始終不變，碰撞時間忽略不計．已知重力加速度g=10m/s2，π=，不計空氣阻力，求：(1)小球a射入磁場時的速度大??；(2)從小球a射入磁場到第一次與小球b相碰撞，小球a運動的路程；(3)兩個小球落地點與NQ的水平距離．【來源】【市級聯(lián)考】重慶市2019屆高三5月調研測試（第三次診斷性考試)理綜試卷物理試題【答案】（1）（2）（3）【解析】【詳解】(1)小球a從A點正對圓心O射入磁場，偏轉90176。后離開磁場，小球a在洛倫茲力作用下做圓周運動，軌跡如圖：分析得半徑R=由得：v=(2)磁場中運動的路程s1=πR=電場中加速度電場的路程小球a射入磁場到與小球b相碰過程運動的路程(3)a、b球彈性碰撞，質量相等每一次碰撞速度交換．D點碰后，兩球速度分別為vaD=0，vbD=此后兩球拋離平臺，豎直方向均做自由落體運動由得，兩小球在空中運動時間 水平方向：b球勻速運動，a球加速運動，加速度每次碰到下一次碰撞，兩球位移相等，v—t圖如圖所示：可得，每兩次碰撞間隔時間是定值： 由所以小球在空中碰8次后，小球b在空中碰n次后速度為vbN=(n+1)vbD=(n+1) m/s小球離開D點后在空中第一次碰撞前，水平位移x1=vb1△t=小球在空中第一次到第二次碰撞水平位移x2=2vb1△t=以此類推，小球在空中第n1次到第n次碰撞水平位移xn=nx1=所以，在空中碰撞8次時的水平位移x0=（1+2+3+4+5+6+7+8）=第8次碰后vb8=va8=所以，△xb=vb8=△xa=va8+=所以，水平位移分別為xa=x0+△xa=xb=x0+△xb=6．如圖所示，空間有相互平行、相距和寬度也都為L的I、II兩區(qū)域，I、II區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場，I區(qū)域磁場向內、磁感應強度為，II區(qū)域磁場向外，大小待定?，F(xiàn)有一質量為，電荷量為的帶電粒子，從圖中所示的一加速電場中的MN板附近由靜止釋放被加速，粒子經(jīng)電場加速后平行紙面與I區(qū)磁場邊界成45176。角進入磁場，然后又從I區(qū)右邊界成45176。角射出。(1)求加速電場兩極板間電勢差；(2)若II區(qū)磁感應強度也是時，則粒子經(jīng)過I區(qū)的最高點和經(jīng)過II區(qū)的最低點之間的高度差是多少？(3)為使粒子能返回I區(qū)，II區(qū)的磁感應強度應滿足什么條件？并求出粒子從左側進入I區(qū)到從左側射出I區(qū)需要的最長時間。【來源】河南省南陽中學2019屆高三下學期第十七次考試理綜物理試題【答案】(1) (2) (3)，【解析】【詳解】(1)畫出粒子在磁場中運動的示意圖，如圖所示：粒子在加速電場中根據(jù)動能定理可得粒子在I區(qū)域做圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得根據(jù)幾何關系可得：聯(lián)立可得加速電場兩極板間電勢差(2)粒子在II區(qū)域運動的半徑與I區(qū)域相同，高度差由圖中幾何關系可得：可得：(3)畫出粒子剛好從II區(qū)域右邊界穿出磁場的臨界狀態(tài)，即軌跡圓與右邊界相切的情況．根據(jù)幾何關系可得，解得可知當時，粒子在II區(qū)域中運動的時間最長，即粒子從左側進入Ⅰ區(qū)到從左側射出Ⅰ區(qū)的時間最長粒子兩次在I區(qū)域運動的時間為粒子兩次在磁場之間的時間為粒子在II區(qū)域運動的時間總時間7．如圖所示，在豎直平面（紙面）內有長為l的CD、EF兩平行帶電極板，上方CD為正極板，下方EF為
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