最新高中物理專題匯編物理帶電粒子在復合場中的運動(一)-資料下載頁
2025-04-02 03:58本頁面
【正文】 ，注意正確畫出運動軌跡，及分清各段運動性質(zhì)；第三問要注意臨界條件，求出恰從上、下兩邊緣射出的粒子的入射角，從而求出射入Ⅰ區(qū)的粒子數(shù)點比．13．如圖所示，在第一象限內(nèi)存在勻強電場，電場方向與x軸成45176。角斜向左下，在第四象限內(nèi)有一勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域是由一個半徑為R的半圓和一個長為2R、寬為的矩形組成，磁場的方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(重力忽略不計)以速度v從Q(0，3R)點垂直電場方向射入電場，恰在P(R，0)點進入磁場區(qū)域．(1)求電場強度大小及粒子經(jīng)過P點時的速度大小和方向；(2)為使粒子從AC邊界射出磁場，磁感應強度應滿足什么條件；(3)為使粒子射出磁場區(qū)域后不會進入電場區(qū)域，磁場的磁感應強度應不大于多少?【來源】【市級聯(lián)考】山東省泰安市2019屆高三第二次模擬考試理綜物理試題【答案】(1) ；，速度方向沿y軸負方向(2)(3)【解析】【分析】【詳解】（1）在電場中，粒子沿初速度方向做勻速運動沿電場力方向做勻加速運動，加速度為a設粒子出電場時沿初速度和沿電場力方向分運動的速度大小分別為、合速度、聯(lián)立可得進入磁場的速度，速度方向沿y軸負方向（2）由左手定則判定，粒子向右偏轉(zhuǎn)，當粒子從A點射出時，運動半徑由得當粒子從C點射出時，由勾股定理得解得由得根據(jù)粒子在磁場中運動半徑隨磁場減弱而增大，可以判斷，當時，粒子從AC邊界射出（3）為使粒子不再回到電場區(qū)域，需粒子在CD區(qū)域穿出磁場，設出磁場時速度方向平行于x軸，其半徑為，由幾何關(guān)系得解得由得磁感應強度小于，運轉(zhuǎn)半徑更大，出磁場時速度方向偏向x軸下方，便不會回到電場中14．如圖所示,在直角坐標系xOy平面內(nèi)有兩個同心圓,圓心在坐標原點O,小圓內(nèi)部(I區(qū))和兩圓之間的環(huán)形區(qū)域(Ⅱ區(qū))存在方向均垂直xOy平面向里的勻強磁場(圖中未畫出),I、Ⅱ區(qū)域磁場磁感應強度大小分別為B、2B。a、b兩帶正電粒子從O點同時分別沿y軸正向、負向運動,已知粒子a質(zhì)量為m、電量為q、速度大小為v,粒子b質(zhì)量為2m、電量為2q、速度大小為v/2,粒子b恰好不穿出1區(qū)域,粒子a不穿出大圓區(qū)域,不計粒子重力,不計粒子間相互作用力。求:(1)小圓半徑R1；(2)大圓半徑最小值(3)a、b兩粒子從O點出發(fā)到在x軸相遇所經(jīng)過的最短時間t(不考慮a、b在其它位置相遇)?！緛碓础恐貞c市2019屆4月調(diào)研測試（第二次診斷性考試)理綜試卷物理試題【答案】(1) (2) (3)【解析】【詳解】解：(1)粒子b在Ⅰ區(qū)域做勻速圓周運動，設其半徑為根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：由粒子b恰好不穿出Ⅰ區(qū)域：解得： (2)設a在Ⅰ區(qū)域做勻速圓周運動的半徑為，根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：解得： 設a在Ⅱ區(qū)域做勻速圓周運動的半徑為，根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：解得： 設大圓半徑為，由幾何關(guān)系得：所以，大圓半徑最小值為： (3)粒子a在Ⅰ區(qū)域的周期為，Ⅱ區(qū)域的周期為粒子a從O點出發(fā)回到O點所經(jīng)過的最短時間為：解得：粒子b在Ⅰ區(qū)域的周期為：討論：①如果a、b兩粒子在O點相遇，粒子a經(jīng)過時間： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得：當，時，有最短時間：②設粒子b軌跡與小圓相切于P點，如果a粒子在射出小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得： ab不能相遇③如果a粒子在射入小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得：ab不能相遇a、b兩粒子從O點出發(fā)到在x軸相遇所經(jīng)過的最短時間為15．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，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，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的靜電感應電荷對質(zhì)子的作用和質(zhì)子之間的相互作用，忽略質(zhì)子的重力和相對論效應，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磁場，求所加磁場磁感應強度B的最小值；【來源】【全國百強校】天津市新華中學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，由動能定理得：解得：(2)電子在磁場中做勻速圓周運動，磁感應強度最小時，電子運動軌跡與金屬網(wǎng)相切，電子運動軌跡如圖所示：由幾何知識得：解得：電子在磁場中做勻速圓周運動，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強度B的最小值：
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