高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)習(xí)題提高題專題含答案-資料下載頁
2025-04-02 21:09本頁面
【正文】 何關(guān)系：在電場，電場力對(duì)粒子做正功：，解得：即粒子第一次回到電場時(shí)的位置坐標(biāo)為9．如圖所示，地面上方足夠大的空間內(nèi)同時(shí)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（大小可忽略）恰好靜止在距地面高度為h的P處。現(xiàn)在給小球一個(gè)垂直磁場方向豎直向下的速度v，已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)，求：（1）電場強(qiáng)度E的大??；（2）若 ,小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面的時(shí)間?！緛碓础俊臼屑?jí)聯(lián)考】安徽省淮南市2019屆高三第二次模擬考試?yán)砜凭C合物理試題【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）粒子在P點(diǎn)靜止，則電場力和重力平衡，則 解得 （2）若給小球一個(gè)垂直磁場方向豎直向下的速度v，則粒子在正交場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由 可得半徑為 ，因 ，則粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為 ，則時(shí)間為10．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=9cm
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