高考物理帶電粒子在復合場中的運動壓軸題二輪復習及答案-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′做直線運動；若小球在O點靜止釋放，則小球的運動軌跡沿如圖曲線（實線）所示，已知此曲線在最低點P的曲率半徑（曲線上過P點及緊鄰P點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓的半徑叫做該點的曲率半徑）為P點到O點豎直高度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動速度v大小（2）小球在O點靜止釋放后軌跡最低點P到O點豎直高度h【來源】江西省名校（臨川一中、南昌二中)20182019學年高三5月聯(lián)合考理綜物理試題【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】解：(1)框架向左運動，產(chǎn)生感應電動勢：板間場強：小球做勻速直線運動，受力平衡：可解得：(2)最大速率點在軌跡的最低點根據(jù)動能定理可得：最低點根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動規(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．當兩板間同時存在垂直紙面向外的勻強磁場和垂直板向上的勻強電場時，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)兩板間磁場磁感應強度Bi的大?。?2)若撤去板間磁場，保持板間勻強電場不變，除塵效率為多少；(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強磁場區(qū)域磁感應強度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，當圓形磁場區(qū)域過P點且與M板的延長線相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑R0最小，磁感應強度B2最大，有解得：如圖，當圓形磁場區(qū)域過P點且與y軸在M板的右端相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑R0最大，磁感應強度B2最小，有解得：所以圓形磁場區(qū)域磁感應強度B2的大小須滿足的條件為．
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