20xx年高考物理一輪復(fù)習(xí)隨堂練習(xí)專題帶電粒子在復(fù)合場中的運動新人教版-資料下載頁
2025-03-15 03:47本頁面
【正文】 種負離子，從圓形磁場區(qū)域A的左側(cè)邊緣以水平速度v＝106 m/s沿正對圓心A的方向垂直磁場射入，求： (1)該離子通過磁場區(qū)域所用的時間． (2)離子離開磁場區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移為多大？(側(cè)移指垂直初速度方向上移動的距離) (3)若在勻強電場區(qū)域內(nèi)豎直放置一擋板MN，欲使離子打到擋板MN上時偏離最初入射方向的側(cè)移為零，則擋板MN應(yīng)放在何處？勻強電場的方向如何？ 解析：(1)離子在磁場中做勻速圓周運動，在A、C兩區(qū)域的運動軌跡是對稱的，如圖所示， 設(shè)離子做圓周運動的半徑為R，圓周運動的周期為T，由牛頓第二定律得：qvB＝m 又T＝，解得：R＝，T＝ 將已知量代入得：R＝2 m 設(shè)θ為離子在區(qū)域A中的運動軌跡所對應(yīng)圓心角的一半，由幾何關(guān)系可知離子在區(qū)域A中運動軌跡的圓心恰好在B點，則：tan θ＝＝，θ＝30176。 則離子通過磁場區(qū)域所用的時間為：t＝10－6 s. (2)由對稱性可知：離子從原點O處水平射出磁場區(qū)域，由圖可知側(cè)移為d＝2rsin 2θ＝2 m. (3)欲使離子打到擋板MN上時偏離最初入射方向的側(cè)移為零，則離子在電場中運動時受到的電場力方向應(yīng)向上，所以勻強電場的方向向下 離子在電場中做類平拋運動，加速度大小為： a＝Eq/m1011 m/s2， 沿y方向的位移為：y＝at2＝d 沿x方向的位移為：x＝vt，解得：x＝2 m 所以MN應(yīng)放在距y軸2 m的位置． 答案：10－6 s (2)2 m (3)距y軸2 m處 方向向下10.圖8－4－23 如圖8－4－23所示，豎直平面坐標系xOy的第一象限，有垂直xOy面向外的水平勻強磁場和豎直向上的勻強電場，大小分別為B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平勻強電場，大小也為E；第三象限內(nèi)有一絕緣光滑豎直放置的半徑為R的半圓軌道，軌道最高點與坐標原點O相切，(y0)的P點沿x軸正方向進入第一象限后做圓周運動，恰好通過坐標原點O，且水平切入半圓軌道并沿軌道內(nèi)側(cè)運動，過N點水平進入第四象限，并在電場中運動(已知重力加速度為g)． (1)判斷小球的帶電性質(zhì)并求出其所帶電荷量； (2)P點距坐標原點O至少多高； (3)若該小球以滿足(2)中OP最小值的位置和對應(yīng)速度進入第一象限，通過N點開始計時，經(jīng)時間t＝2 小球距坐標原點O的距離s為多遠？ 解析：(1)小球進入第一象限正交的電場和磁場后，在垂直磁場的平面內(nèi)做圓周運動，說明重力與電場力平衡，qE＝mg① 得q＝② 小球帶正電． (2)小球在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，設(shè)勻速圓周運動的速度為v、軌道半徑為r. 有：qvB＝m③ 小球恰能通過半圓軌道的最高點并沿軌道運動，有：mg＝m④ 由③④得：r＝⑤ PO的最小距離為：y＝2r＝.⑥ (3)小球由O運動到N的過程中機械能守恒：mg2R＋mv2＝mv⑦ 由④⑦得：vN＝＝⑧ 根據(jù)運動的獨立性可知，小球從N點進入電場區(qū)域后，在x軸方向以速度vN做勻速直線運動，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動，則沿x軸方向有：x＝vNt⑨ 沿電場方向有：z＝at2⑩ a＝＝g? t時刻小球距O點：s＝ ＝2R. 答案：(1)正電 (2) (3)2R
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