高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動壓軸題二輪復(fù)習(xí)及答案-資料下載頁
2025-04-02 21:24本頁面
【正文】 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．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，則沿圖中虛線′做直線運(yùn)動；若小球在O點(diǎn)靜止釋放，則小球的運(yùn)動軌跡沿如圖曲線（實線）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，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：板間場強(qiáng)：小球做勻速直線運(yùn)動，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)動能定理可得：最低點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動規(guī)律有：聯(lián)立可解得：10．如圖，為一除塵裝置的截面圖，．大量均勻分布的帶電塵埃以相同的速度vo進(jìn)入兩板間，速度方向與板平行，每顆塵埃的質(zhì)量均為m，帶電量均為q．當(dāng)兩板間同時存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場和垂直板向上的勻強(qiáng)電場時，塵埃恰好勻速穿過兩板間；若撤去板間電場，并保持板間磁場不變，塵埃恰好全部被平板吸附，即除塵效率為100%；若撤去兩板間電場和磁場，建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xoy，y軸垂直于板并緊靠板右端，x軸與兩板中軸線共線，要把塵埃全部收集到位于P(2d，)處的條狀容器中，需在y軸右側(cè)加一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域．塵埃顆粒重力、顆粒間作用及對板間電場磁場的影響均不計，求：(1)兩板間磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的大?。?2)若撤去板間磁場，保持板間勻強(qiáng)電場不變，除塵效率為多少；(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的取值范圍．【來源】【市級聯(lián)考】山東省青島市2019屆高三下學(xué)期5月第二次?？祭砭C物理試題【答案】（1）；（2）除塵效率為；（3）【解析】【詳解】（1）沿N極板射入的塵埃恰好不從極板射出時塵埃的運(yùn)動軌跡如圖所示，由幾何知識可知，塵埃在磁場中的半徑：r=d，塵埃在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：,解得：。（2）電場、磁場同時存在時,塵埃勻速直線,滿足：，撤去磁場以后粒子在電場作用下平拋，假設(shè)距離N極板y的粒子恰好離開電場：水平方向：豎直方向：加速度：解得：當(dāng)時，時間更長，水平位移，則從平行金屬板出射的塵埃占總數(shù)的百分比：；（3）設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R0,塵埃顆粒在圓形磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R2，要把塵埃全部收集到位于P處的條狀容器中，就必須滿足另如圖，當(dāng)圓形磁場區(qū)域過P點(diǎn)且與M板的延長線相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑R0最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大，有解得：如圖，當(dāng)圓形磁場區(qū)域過P點(diǎn)且與y軸在M板的右端相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑R0最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最小，有解得：所以圓形磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小須滿足的條件為．
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