廣東省江門市第二中學高中物理帶電粒子在磁場中的運動壓軸題易錯題-資料下載頁
2025-04-01 04:29本頁面
【正文】 由幾何關系解得由于，故與全等，可以得到則因此粒子在磁場中做圓周運動的半徑為粒子出電場時速度沿y軸負方向的分速度因此粒子進磁場時的速度為粒子在磁場中做勻速圓周運動有解得點睛：本題考查了粒子在電場與磁場中的運動，分析清楚 粒子運動過程、作出粒子運動軌跡是解題的前提與關鍵，應用類平拋運動規(guī)律、牛頓第二定律即可解題．9．如圖(a)所示，在空間有一坐標系xoy，直線OP與x軸正方向的夾角為30176。，第一象限內(nèi)有兩個方向都垂直紙面向外的勻強磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，直線OP是它們的邊界，OP上方區(qū)域Ⅰ中磁場的磁感應強度為B，一質(zhì)量為m，電荷量為+q的質(zhì)子(不計重力及質(zhì)子對磁場的影響)以速度v從O點沿與OP成30176。角的方向垂直磁場進入?yún)^(qū)域Ⅰ，質(zhì)子先后通過磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直于x軸進入第四象限，第四象限存在沿x軸方向的特殊電場，電場強度E的大小與橫坐標x的關系如圖（b）所示，試求:X/EoBVBV(1)區(qū)域Ⅱ中磁場的磁感應強度大小 ；(2)質(zhì)子再次到達y軸時的速度大小和方向?！敬鸢浮?（1）；（2）；方向向左下方與y軸負向成（）的夾角【解析】試題分析: （1）由幾何關系知：質(zhì)子再次回到OP時應平行于x軸正向進入Ⅱ區(qū)，設質(zhì)子從OP上的C點進入Ⅱ區(qū)后再從D點垂直x軸進入第四象限，軌跡如圖。 由幾何關系可知：O1C⊥OX，O1C與OX的交點O2即為Ⅱ內(nèi)圓弧的圓心，等邊三角形。設質(zhì)子在Ⅰ區(qū)圓運動半徑為，在Ⅱ區(qū)圓運動半徑為，則： 由 得： ， 同理得： 即區(qū)域Ⅱ中磁場的磁感應強度： （2）D點坐標： 質(zhì)子從D點再次到達y軸的過程，設質(zhì)子再次到達y軸時的速度大小為，由動能定理： 得： 因粒子在y軸方向上不受力，故在y軸方向上的分速度不變?nèi)鐖D有： 即方向向左下方與y軸負向成（）的夾角 考點： 帶電粒子在磁場中的運動10．（加試題）有一種質(zhì)譜儀由靜電分析器和磁分析器組成，其簡化原理如圖所示。左側靜電分析器中有方向指向圓心O、與O點等距離各點的場強大小相同的徑向電場，右側的磁分析器中分布著方向垂直于紙面向外的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行，兩者間距近似為零。離子源發(fā)出兩種速度均為v0、電荷量均為q、從M點垂直該點電場方向進入靜電分析器。在靜電分析器中，質(zhì)量為m的離子沿半徑為r0的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運動，從N點水平射出，從靜電分析器射出的這兩束離子垂直磁場方向射入磁分析器中，最后打在放置于磁分析器左邊界的探測板上，其中質(zhì)量為m的離子打在O點正下方的Q點。已知OP=，OQ=r0，N、P兩點間的電勢差,，不計重力和離子間相互作用。（1）求靜電分析器中半徑為r0處的電場強度E0和磁分析器中的磁感應強度B的大?。唬?）（用r0表示）；（3）若磁感應強度在（B—△B）到（B＋△B）之間波動，求的最大值【答案】（1），；（2）；（3）12%【解析】【詳解】（1）徑向電場力提供向心力： （2）由動能定理： 或 解得 （3）恰好能分辨的條件： 解得
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