高考物理帶電粒子在復合場中的運動的基本方法技巧及練習題及練習題-資料下載頁
2025-04-02 21:10本頁面
【正文】 勢E0和板間的電壓為U，有④板間產(chǎn)生勻強電場為E，粒子進入板間時有水平方向的初速度v0，在板間受到豎直方向的重力和電場力作用而做類平拋運動，設運動時間為t1，加速度為a，有⑤當開關S接“1”時，粒子在電場中做勻變速曲線運動，其加速度為⑥再由，⑦⑧當開關S接“2”時，由閉合電路歐姆定律知⑨聯(lián)立①④⑤⑥⑦⑧⑨解得，⑩說明：④⑤⑥⑦⑧⑨⑩各1分（3）由題意分析知，此時在板間運動的粒子重力和電場力平衡．當粒子從k進入兩板間后，立即進入磁場物體在電磁場中做勻速圓周運動，離開磁場后做勻速直線運動，故分析帶電粒子的磁場如圖所示，運動軌跡如圖所示，粒子出磁場區(qū)域后沿DT做勻速直線運動，DT與b板上表面的夾角為，Df與b板上表面即為題中所求，設粒子與板間的夾角最大，設為，磁場的磁感應強度B取最大值時的夾角為，當磁場最強時，R最小，最大設為由，⑾知，當B減小時，粒子離開磁場做勻速圓周運動的半徑也要增大，D點向b板靠近．Df與b板上表面的夾角越變越小，當后在板間幾乎沿著b板上表面運動，當Bm則有圖中可知，⑿⒀，⒁聯(lián)立⑾⑿⒀⒁，將B=Bm帶入解得⒂當B逐漸減小是，粒子做勻速圓周運動的半徑R，D點無線接近向b板上表面時，當粒子離開磁場后在板間幾乎沿著b板上表面運動而從T孔飛出板間區(qū)域，此時滿足題目要求，夾角趨近，既⒃故粒子飛出時與b板夾角的范圍是(17)說明：⑿⒀⒁⒂⒃(17)各1分考點：動能定理 牛頓第二定律 閉合電路歐姆定律14．在如圖所示的豎直平面內(nèi),水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r=m的光滑圓弧軌道分別相切于D點和G點,GH與水平面的夾角θ=37176。．過G點、垂直于紙面的豎直平面左側有勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁感應強度B=。過D點、垂直于紙面的豎直平面右側有勻強電場,電場方向水平向右,電場強度E=1104N/C．小物體P1質量m=2103kg、電荷量q=+8106C,受到水平向右的推力F=103N的作用,沿CD向右做勻速直線運動,到達D點后撤去推力．當P1到達傾斜軌道底端G點時,不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放,經(jīng)過時間t=．P1和P2與軌道CD、GH間的動摩擦因數(shù)均為μ=,取g=10m/s2,sin37176。=,cos37176。=,物體電荷量保持不變,不計空氣阻力．求: (1)小物體P1在水平軌道CD上運動速度v的大小。(2)傾斜軌道GH的長度s．【來源】【全國百強?！?017屆浙江省溫州中學高三3月高考模擬物理試卷（帶解析)【答案】（1）4m/s（2）【解析】【分析】【詳解】（1）設小物體P1在勻強磁場中運動的速度為v，受到水平外力F，重力mg，支持力N，豎直向上的洛倫茲力F1，滑動摩擦力f則F1=qvB①，②勻速直線運動，物體處于平衡狀態(tài)；③解得m/s④說明：①③各1分，②④各2分(2)設物體P1在G點的速度為，由于洛倫茲力不做功由動能定理知⑤解得速度m/s小物體P1在GH上運動受到水平向右的電場力qE，重力mg，垂直斜面支持力N1，沿斜面向下的滑動摩擦力f1設加速度為由牛頓第二定律有，⑥解得m/s2小物體P1在GH上勻加速向上運動=⑦小物體P2在GH上運動受到重力m2g，垂直斜面支持力N2，沿斜面向上的滑動摩擦力f2，加速度為則⑧解得m/s2小物體P2在GH上勻加速向下運動=⑨故軌道長⑩所以s= ⑾15．如圖所示，虛線MN沿豎直方向，其左側區(qū)域內(nèi)有勻強電場（圖中未畫出）和方向垂直紙面向里，磁感應強度為B的勻強磁場，虛線MN的右側區(qū)域有方向水平向右的勻強電場．水平線段AP與MN相交于O點．在A點有一質量為m，電量為+q的帶電質點，以大小為v0的速度在左側區(qū)域垂直磁場方向射入，恰好在左側區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動，已知A與O點間的距離為，虛線MN右側電場強度為，重力加速度為g．求：（1）MN左側區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向；（2）帶電質點在A點的入射方向與AO間的夾角為多大時，質點在磁場中剛好運動到O點，并畫出帶電質點在磁場中運動的軌跡；（3）帶電質點從O點進入虛線MN右側區(qū)域后運動到P點時速度的大小vp．【來源】【市級聯(lián)考】四川省瀘州市2019屆高三第二次教學質量診斷性考試理綜物理試題【答案】（1），方向豎直向上；（2）；（3）．【解析】【詳解】（1）質點在左側區(qū)域受重力、電場力和洛倫茲力作用，根據(jù)質點做勻速圓周運動可得：重力和電場力等大反向，洛倫茲力做向心力；所以，電場力qE=mg，方向豎直向上；所以MN左側區(qū)域內(nèi)電場強度，方向豎直向上；（2）質點在左側區(qū)域做勻速圓周運動，洛倫茲力做向心力，故有：，所以軌道半徑；質點經(jīng)過A、O兩點，故質點在左側區(qū)域做勻速圓周運動的圓心在AO的垂直平分線上，且質點從A運動到O的過程O點為最右側；所以，粒子從A到O的運動軌跡為劣??；又有；根據(jù)幾何關系可得：帶電質點在A點的入射方向與AO間的夾角；根據(jù)左手定則可得：質點做逆時針圓周運動，故帶電質點在磁場中運動的軌跡如圖所示：；（3）根據(jù)質點在左側做勻速圓周運動，由幾何關系可得：質點在O點的豎直分速度，水平分速度；質點從O運動到P的過程受重力和電場力作用，故水平、豎直方向都做勻變速運動；質點運動到P點，故豎直位移為零，所以運動時間；所以質點在P點的豎直分速度，水平分速度；所以帶電質點從O點進入虛線MN右側區(qū)域后運動到P點時速度；
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