(物理)-高考物理帶電粒子在無邊界勻強磁場中運動專項訓(xùn)練100(附答案)-資料下載頁
2025-03-29 22:09本頁面
【正文】 的時間為粒子在BP段運動的時間為在此過程中粒子的運動時間： (3)設(shè)粒子在區(qū)域Ⅰ中軌道半徑為R，軌跡由圖可得粒子打在x軸上位置坐標：化簡得： 把上式配方：化簡為：則當時，位置坐標取最小值：12．如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系，y軸沿豎直方向．在x = L到x =2L之間存在豎直向上的勻強電場和垂直坐標平面向里的勻強磁場，一個比荷（）為k的帶電微粒從坐標原點以一定初速度沿+x方向拋出，進入電場和磁場后恰好在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，離開電場和磁場后，帶電微粒恰好沿+x方向通過x軸上x =3L的位置，已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，重力加速度為g．求：（1）電場強度的大??； （2）帶電微粒的初速度；（3）帶電微粒做圓周運動的圓心坐標．【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】【詳解】（1）由于粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運動，則：mg=qE，又 解得 （2）由幾何關(guān)系：2Rcosθ=L，粒子做圓周運動的向心力等于洛倫茲力： ；由 在進入復(fù)合場之前做平拋運動： 解得 （3）由 其中 ，則帶電微粒做圓周運動的圓心坐標：； 13．如圖所示，在不考慮萬有引力的空間里，有兩條相互垂直的分界線MN、PQ，其交點為O．MN一側(cè)有電場強度為E的勻強電場（垂直于MN），另一側(cè)有勻強磁場（垂直紙面向里）．宇航員（視為質(zhì)點）固定在PQ線上距O點為h的A點處，身邊有多個質(zhì)量均為m、電量不等的帶負電小球．他先后以相同速度v0、沿平行于MN方向拋出各小球．其中第1個小球恰能通過MN上的C點第一次進入磁場，通過O點第一次離開磁場，OC=2h．求：（1）第1個小球的帶電量大??；（2）磁場的磁感強度的大小B；（3）磁場的磁感強度是否有某值，使后面拋出的每個小球從不同位置進入磁場后都能回到宇航員的手中？如有，則磁感強度應(yīng)調(diào)為多大．【答案】(1) ；(2) ；(3)存在，【解析】【詳解】（1）設(shè)第1球的電量為，研究A到C的運動： 解得：；（2）研究第1球從A到C的運動： 解得： ，；研究第1球從C作圓周運動到達O的運動，設(shè)磁感應(yīng)強度為由得 由幾何關(guān)系得： 解得： ；（3）后面拋出的小球電量為，磁感應(yīng)強度 ①小球作平拋運動過程 ②小球穿過磁場一次能夠自行回到A，滿足要求：，變形得： 解得： ．14．如圖，PQ分界線的右側(cè)空間有一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0沿AC方向由A點射入。粒子經(jīng)D點時速度的偏向角(偏離原方向的夾角)θ=60176。(不計重力) (1)試求AD間的距離；(2)若去除磁場，改為紙平面內(nèi)垂直于AC方向的勻強電場，要想由A射入的粒子仍然能經(jīng)過D點，試求該電場的強度的大小及方向；粒子此時經(jīng)D點時速度的偏向角比60176。角大還是小?為什么?【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，速度偏角為，則粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為，即AD=R由得AD= （2）經(jīng)D點，而，解得，方向垂直AC向上速度偏向角， 解得 而即 ，則15．如圖所示，坐標系xOy處于豎直平面內(nèi)，在x＞0的區(qū)域內(nèi)有電場強度大小為E、方向豎直向上的勻強電場，在x＞x0的區(qū)域內(nèi)另有一方向垂直于坐標平面向外的勻強磁場（圖中未畫出）。從x軸上x=3L的P點以速度v沿y軸負方向射出的帶電粒子，恰能做勻速圓周運動，運動一段時間后經(jīng)過原點O，并沿與x軸負方向成θ=30176。角方向射入第Ⅱ象限內(nèi)，在第Ⅱ象限內(nèi)加一方向平行于xOy平面的勻強電場，使粒子在第Ⅱ象限內(nèi)做直線運動，已知重力加速度為g。求：（1）x0的值；（2）磁場的磁感應(yīng)強度B；（3）第Ⅱ象限內(nèi)勻強電場的電場強度的最小值和方向?！敬鸢浮浚?） ；（2） ；（3），方向豎直向上?！窘馕觥俊痉治觥浚?）由幾何知識求解x0；（2）帶電粒子在復(fù)合場做勻速圓周運動，說明電場力與重力平衡，根據(jù)粒子運動半徑求出B的大??；（3）根據(jù)力的平衡原理求解最小電場強度?！驹斀狻浚?）如右圖所示：根據(jù)幾何知識得：OP=3L=x0+sinθR+R，OP=+R=3R聯(lián)立求解得x0=，R=L（2）粒子做圓周運動的半徑：R= 又qE=mg聯(lián)立解得：B= （3）要使粒子在第Ⅱ象限內(nèi)做直線運動，則電場力與重力是平衡力。故E′q=mg解得：E′=，方向豎直向上?！军c睛】本題主要考查了帶電粒子在混合場中運動的問題，要求同學(xué)們能正確分析粒子的受力情況，再通過受力情況分析粒子的運動情況，熟練掌握圓周運動的基本公式。
職業(yè)教育相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1