帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題二輪復(fù)習(xí)及答案-資料下載頁
2025-04-02 01:33本頁面
【正文】 ，I區(qū)域磁場(chǎng)向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為，II區(qū)域磁場(chǎng)向外，大小待定?，F(xiàn)有一質(zhì)量為，電荷量為的帶電粒子，從圖中所示的一加速電場(chǎng)中的MN板附近由靜止釋放被加速，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后平行紙面與I區(qū)磁場(chǎng)邊界成45176。角進(jìn)入磁場(chǎng)，然后又從I區(qū)右邊界成45176。角射出。(1)求加速電場(chǎng)兩極板間電勢(shì)差；(2)若II區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度也是時(shí)，則粒子經(jīng)過I區(qū)的最高點(diǎn)和經(jīng)過II區(qū)的最低點(diǎn)之間的高度差是多少？(3)為使粒子能返回I區(qū)，II區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件？并求出粒子從左側(cè)進(jìn)入I區(qū)到從左側(cè)射出I區(qū)需要的最長時(shí)間?！緛碓础亢幽鲜∧详栔袑W(xué)2019屆高三下學(xué)期第十七次考試?yán)砭C物理試題【答案】(1) (2) (3)，【解析】【詳解】(1)畫出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的示意圖，如圖所示：粒子在加速電場(chǎng)中根據(jù)動(dòng)能定理可得粒子在I區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得根據(jù)幾何關(guān)系可得：聯(lián)立可得加速電場(chǎng)兩極板間電勢(shì)差(2)粒子在II區(qū)域運(yùn)動(dòng)的半徑與I區(qū)域相同，高度差由圖中幾何關(guān)系可得：可得：(3)畫出粒子剛好從II區(qū)域右邊界穿出磁場(chǎng)的臨界狀態(tài)，即軌跡圓與右邊界相切的情況．根據(jù)幾何關(guān)系可得，解得可知當(dāng)時(shí)，粒子在II區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，即粒子從左側(cè)進(jìn)入Ⅰ區(qū)到從左側(cè)射出Ⅰ區(qū)的時(shí)間最長粒子兩次在I區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為粒子兩次在磁場(chǎng)之間的時(shí)間為粒子在II區(qū)域運(yùn)動(dòng)的時(shí)間總時(shí)間9．如圖所示為一“匚”字型金屬框架截面圖，上下為兩水平且足夠長平行金屬板，通過左側(cè)長度為L＝1m的金屬板連接．空間中有垂直紙面向里場(chǎng)強(qiáng)大小B＝，金屬框架在外力的作用下以速度v0＝1m/s水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)．框架內(nèi)O處有一質(zhì)量為m＝、帶正電q＝1C的小球．若以某一速度水平向右飛出時(shí)，則沿圖中虛線′做直線運(yùn)動(dòng)；若小球在O點(diǎn)靜止釋放，則小球的運(yùn)動(dòng)軌跡沿如圖曲線（實(shí)線）所示，已知此曲線在最低點(diǎn)P的曲率半徑（曲線上過P點(diǎn)及緊鄰P點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓的半徑叫做該點(diǎn)的曲率半徑）為P點(diǎn)到O點(diǎn)豎直高度h的2倍，重力加速度g取10 m/s2．求：（1）小球沿圖中虛線做直線運(yùn)動(dòng)速度v大?。?）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(shì)：板間場(chǎng)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：10．在空間中存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其豎直邊界AB、CD的寬度為d，在邊界AB左側(cè)是豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力）從P點(diǎn)以大小為v0的水平初速度射入電場(chǎng)，隨后與邊界AB成45176。射入磁場(chǎng)，若粒子能垂直CD邊界飛出磁場(chǎng)，試求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（2）從進(jìn)入電場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)的總時(shí)間。 【來源】陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)2019屆高三年級(jí)教學(xué)質(zhì)量第一次檢測(cè)考試物理試題【答案】（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為；（2）從進(jìn)入電場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)的總時(shí)間為。【解析】【詳解】（1）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為：粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何知識(shí)得：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：解得：；（2）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的豎直分速度為：vy=vsin45176。=v0=，解得，粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：；粒子在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)的周期為： ；粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的圓心角我：θ=45176。，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：，粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)的總時(shí)間為：
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