物理高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)題-資料下載頁
2025-04-01 22:28本頁面
【正文】 小球沿圖中虛線做直線運(yùn)動(dòng)速度v大小（2）小球在O點(diǎn)靜止釋放后軌跡最低點(diǎn)P到O點(diǎn)豎直高度h【來源】江西省名校（臨川一中、南昌二中)20182019學(xué)年高三5月聯(lián)合考理綜物理試題【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】解：(1)框架向左運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢：板間場強(qiáng)：小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡：可解得：(2)最大速率點(diǎn)在軌跡的最低點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理可得：最低點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：聯(lián)立可解得：13．如圖所示，一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，恰好沿直線從兩帶電平行板正中間通過，沿圓心方向進(jìn)入右側(cè)圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，粒子經(jīng)過圓形磁場區(qū)域后，其運(yùn)動(dòng)方向與入射方向的夾角為θ(弧度)．已知粒子的初速度為v0，兩平行板間與右側(cè)圓形區(qū)域內(nèi)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向均垂直紙面向內(nèi)，兩平行板間距為d，不計(jì)空氣阻力及粒子重力的影響，求：(1)兩平行板間的電勢差U；(2)粒子在圓形磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；(3)圓形磁場區(qū)域的半徑R．【來源】甘肅省張掖市2019屆高三上學(xué)期第一次聯(lián)考理科綜合試題（物理部分)【答案】(1)U=Bv0d；（2）；（3）R=【解析】【分析】（1）由粒子在平行板間做直線運(yùn)動(dòng)可知洛倫茲力和電場力平衡，可得兩平行板間的電勢差．（2）在圓形磁場區(qū)域中，洛倫茲力提供向心力，找到轉(zhuǎn)過的角度和周期的關(guān)系可得粒子在圓形磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．（3）)由幾何關(guān)系求半徑R．【詳解】(1)由粒子在平行板間做直線運(yùn)動(dòng)可知，Bv0q=qE，平行板間的電場強(qiáng)度E=，解得兩平行板間的電勢差：U=Bv0d(2)在圓形磁場區(qū)域中，由洛倫茲力提供向心力可知：Bv0q=m同時(shí)有T=粒子在圓形磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T解得t=(3)由幾何關(guān)系可知：r=R解得圓形磁場區(qū)域的半徑R=14．如圖所示，熒光屏MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置的橫坐標(biāo)x0=60cm，在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=105N/C，在第二象限有半徑R=5cm的圓形磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，方向垂直xOy平面向外．磁場的邊界和x軸相切于P點(diǎn)．在P點(diǎn)有一個(gè)粒子源，可以向x軸上方180176。范圍內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射比荷為=108C/kg的帶正電的粒子，已知粒子的發(fā)射速率v0=106m/s．不考慮粒子的重力、粒子間的相互作用．求：（1）帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑；（2）粒子從y軸正半軸上射入電場的縱坐標(biāo)范圍；（3）帶電粒子打到熒光屏上的位置與Q點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離．【來源】陜西省西安市2019年高三物理三模理綜物理試題【答案】（1）5cm；（2）0≤y≤10cm；（3）9cm【解析】【詳解】（1）帶電粒子進(jìn)入磁場受到洛倫茲力的作用做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力得：qvB=m解得：r=m=5cm（2）由（1）問可知r=R，取任意方向進(jìn)入磁場的粒子，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：由幾何關(guān)系可知四邊形PO′FO1為菱形，所以FO1∥O′P，又O′P垂直于x軸，粒子出射的速度方向與軌跡半徑FO1垂直，則所有粒子離開磁場時(shí)的方向均與x軸平行，所以粒子從y軸正半軸上射入電場的縱坐標(biāo)范圍為0≤y≤10cm（3）假設(shè)粒子沒有射出電場就打到熒光屏上，有：x0=v0t0h=a=解得：h=18cm＞2R=10cm說明粒子離開電場后才打在熒光屏上．設(shè)從縱坐標(biāo)為y的點(diǎn)進(jìn)入電場的粒子在電場中沿x軸方向的位移為x，則：x=v0ty=代入數(shù)據(jù)解得：x=設(shè)粒子最終到達(dá)熒光屏的位置與Q點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為H，粒子射出電場時(shí)速度方向與x軸正方向間的夾角為θ，所以：H=（x0﹣x）tanθ=（x0﹣）?由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)（x0﹣）=時(shí)，即y=所以Hmax=9cm15．如圖甲所示，圓盒為質(zhì)子發(fā)射器．M處是質(zhì)子出射口．其正視截面如圖乙所示，D為絕緣外殼，整個(gè)裝置處于真空中，半徑為R的金屬圓柱A可沿半徑向外均勻發(fā)射速率為V的低能質(zhì)子；與A同軸放置的金屬網(wǎng)C的半徑為3R．不需要質(zhì)子射出時(shí)，可用磁場將質(zhì)子封閉在金屬網(wǎng)以內(nèi)；若需要低能質(zhì)子射出時(shí)，可撤去磁場，讓質(zhì)子直接射出；若需要高能質(zhì)子，撤去磁場，并在A，c間加一徑向電場，使其加速后射出．不考慮A、C的靜電感應(yīng)電荷對(duì)質(zhì)子的作用和質(zhì)子之間的相互作用，忽略質(zhì)子的重力和相對(duì)論效應(yīng)，已知質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e（1）若需要速度為2v的質(zhì)子通過金屬網(wǎng)C發(fā)射出來，在A、C間所加電壓是多大？（2）若A、C間不加電壓，要使由A發(fā)射的質(zhì)子不從金屬網(wǎng)C射出，可在金屬網(wǎng)內(nèi)環(huán)形區(qū)域加垂直于圓盒平面向里的勻強(qiáng)磁場，求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值；【來源】【全國百強(qiáng)校】天津市新華中學(xué)2019屆高三第10次統(tǒng)練物理試題【答案】(1) ；(2) 【解析】【詳解】解：(1)電子在間電場中加速，由動(dòng)能定理得：解得：(2)電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)軌跡與金屬網(wǎng)相切，電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：由幾何知識(shí)得：解得：電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：解得所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值：
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