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江蘇省邗江中學(xué)高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題易錯(cuò)題-資料下載頁(yè)

2025-04-01 22:21本頁(yè)面
  

【正文】 上的正離子的質(zhì)量范圍.【來(lái)源】2009高考重慶理綜【答案】(1);45176。(2)(3)【解析】【分析】【詳解】(1)正離子被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后速度設(shè)為V1,設(shè)對(duì)正離子,應(yīng)用動(dòng)能定理有eU0=mV12,正離子垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),作類平拋運(yùn)動(dòng)受到電場(chǎng)力F=qE0、產(chǎn)生的加速度為a=,即a=,垂直電場(chǎng)方向勻速運(yùn)動(dòng),有2d=V1t,沿場(chǎng)強(qiáng)方向:Y=at2,聯(lián)立解得E0=又tanφ=,解得φ=45176。;(2)正離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為V2=,解得正離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛侖茲力提供向心力,qV2B=,解得離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=2;(3)根據(jù)R=2可知,質(zhì)量為4m的離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)打在S1,運(yùn)動(dòng)半徑為R1=2,質(zhì)量為16m的離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)打在S2,運(yùn)動(dòng)半徑為R2=2,又ON=R2-R1,由幾何關(guān)系可知S1和S2之間的距離ΔS=-R1,聯(lián)立解得ΔS=4(-);由R′2=(2 R1)2+( R′-R1)2解得R′=R1,再根據(jù)R1<R<R1,解得m<mx<25m.10.如圖,為一除塵裝置的截面圖,.大量均勻分布的帶電塵埃以相同的速度vo進(jìn)入兩板間,速度方向與板平行,每顆塵埃的質(zhì)量均為m,帶電量均為q.當(dāng)兩板間同時(shí)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和垂直板向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),塵埃恰好勻速穿過(guò)兩板間;若撤去板間電場(chǎng),并保持板間磁場(chǎng)不變,塵埃恰好全部被平板吸附,即除塵效率為100%;若撤去兩板間電場(chǎng)和磁場(chǎng),建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy,y軸垂直于板并緊靠板右端,x軸與兩板中軸線共線,要把塵埃全部收集到位于P(2d,)處的條狀容器中,需在y軸右側(cè)加一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.塵埃顆粒重力、顆粒間作用及對(duì)板間電場(chǎng)磁場(chǎng)的影響均不計(jì),求:(1)兩板間磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的大??;(2)若撤去板間磁場(chǎng),保持板間勻強(qiáng)電場(chǎng)不變,除塵效率為多少;(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的取值范圍.【來(lái)源】【市級(jí)聯(lián)考】山東省青島市2019屆高三下學(xué)期5月第二次??祭砭C物理試題【答案】(1);(2)除塵效率為;(3)【解析】【詳解】(1)沿N極板射入的塵埃恰好不從極板射出時(shí)塵埃的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由幾何知識(shí)可知,塵埃在磁場(chǎng)中的半徑:r=d,塵埃在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:,解得:。(2)電場(chǎng)、磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí),塵埃勻速直線,滿足:,撤去磁場(chǎng)以后粒子在電場(chǎng)作用下平拋,假設(shè)距離N極板y的粒子恰好離開(kāi)電場(chǎng):水平方向:豎直方向:加速度:解得:當(dāng)時(shí),時(shí)間更長(zhǎng),水平位移,則從平行金屬板出射的塵埃占總數(shù)的百分比:;(3)設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為R0,塵埃顆粒在圓形磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2,要把塵埃全部收集到位于P處的條狀容器中,就必須滿足另如圖,當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)P點(diǎn)且與M板的延長(zhǎng)線相切時(shí),圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R0最小,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大,有解得:如圖,當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)P點(diǎn)且與y軸在M板的右端相切時(shí),圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R0最大,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最小,有解得:所以圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小須滿足的條件為.
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