高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解題技巧及經(jīng)典題型及練習(xí)題(2)(編輯修改稿)
2025-04-05 04:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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．【來源】【全國市級(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和，又因?yàn)锳點(diǎn)的坐標(biāo)是（0，），電子在無電場(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)的速度大小：v＝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．8．在如圖甲所示的直角坐標(biāo)系中，兩平行極板MN垂直于y軸，N板在x軸上且其左端與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合，極板長度l=，板間距離d=，兩板間加上如圖乙所示的周期性變化電壓，兩板間電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)．在y軸上(0，d/2)處有一粒子源，垂直于y軸連續(xù)不斷向x軸正方向發(fā)射相同的帶正電的粒子，粒子比荷為=5107C／kg，速度為v0=8105m/s．t=，求:(1)電壓U0的大?。?2)若沿x軸水平放置一熒光屏，要使粒子全部打在熒光屏上，求熒光屏的最小長度；(3)若在第四象限加一個(gè)與x軸相切的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，半徑為r=，切點(diǎn)A的坐標(biāo)為(，0)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=，方向垂直于坐標(biāo)平面向里．求粒子出磁場(chǎng)后與x軸交點(diǎn)坐標(biāo)的范圍．【來源】【市級(jí)聯(lián)考】山東省濟(jì)南市2019屆高三第三次模擬考試?yán)砭C物理試題【答案】(1) (2) (3)【解析】【分析】【詳解】(1)對(duì)于t=0時(shí)刻射入極板間的粒子： 解得：(2)時(shí)刻射出的粒子打在x軸上水平位移最大：所放熒光屏的最小長度即： (3)不同時(shí)刻射出極板的粒子沿垂直于極板方向的速度均為vy.速度偏轉(zhuǎn)角的正切值均為： 即：所有的粒子射出極板時(shí)速度的大小和方向均相同.由分析得，如圖所示，所有粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后發(fā)生磁聚焦由磁場(chǎng)中的一點(diǎn)B離開磁場(chǎng). 由幾何關(guān)系，恰好經(jīng)N板右邊緣的粒子經(jīng)x軸后沿磁場(chǎng)圓半徑方向射入磁場(chǎng)，一定沿磁場(chǎng)圓半徑方向射出磁場(chǎng)；從x軸射出點(diǎn)的橫坐標(biāo)：.由幾何關(guān)系，過A點(diǎn)的粒子經(jīng)x軸后進(jìn)入磁場(chǎng)由B點(diǎn)沿x軸正向運(yùn)動(dòng).綜上所述，粒子經(jīng)過磁場(chǎng)后第二次打在x軸上的范圍為：9．如圖所示，處于豎直面內(nèi)的坐標(biāo)系x軸水平、y軸豎直，第二象限內(nèi)有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直坐標(biāo)平面向里。帶電微粒從x軸上M點(diǎn)以某一速度射入電磁場(chǎng)中，速度與x軸負(fù)半軸夾角α=53176。，微粒在第二象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并垂直y軸進(jìn)入第一象限。已知微粒的質(zhì)量為m，電荷量為q，OM間距離為L，重力加速度為g，sin53176。=0．8，cos53176。=0．6。求(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；(2)若微粒再次回到x軸時(shí)動(dòng)能為M點(diǎn)動(dòng)能的2倍，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少?！緛碓础俊臼屑?jí)聯(lián)考】山東省濱州市2019屆高三第二次模擬（5月)考試?yán)砭C物理試題【答案】(1) (2) B=或B=【解析】【詳解】（1）微粒在第二象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則qE=mg，解得:E=（2）微粒垂直y軸進(jìn)入第一象限，則圓周運(yùn)動(dòng)圓心在y軸上，由幾何關(guān)系得:rsinα=L由向心力公式可知： qvB=m微粒在第一象限中 聯(lián)立解得:B=或B=10．如圖所示的xoy坐標(biāo)系中，在第Ⅰ象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第IV象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)過x軸上的Q點(diǎn)以速度可進(jìn)入磁場(chǎng)，方向與x軸正向成30176。．若粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后恰好能再回到電場(chǎng)，已知=3L，粒子的重力不計(jì)，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小均未知．求（1）OP的距離（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小（3）若在O點(diǎn)右側(cè)2L處放置一平行于y軸的擋板，粒子能擊中擋板并被吸收，求粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)
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