高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題類(lèi)型及其解題技巧含解析-資料下載頁(yè)
2025-04-02 21:25本頁(yè)面
【正文】 位置時(shí)，進(jìn)入板間的粒子落在h板上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與過(guò)K孔豎直線(xiàn)的距離為l．此后將開(kāi)關(guān)S接“2”位置，求阻值為R的電阻中的電流強(qiáng)度；（3）若選用恰當(dāng)直流電源，電路中開(kāi)關(guān)S接“l(fā)”位置，使進(jìn)入板間的粒子受力平衡，此時(shí)在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小合適的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度B只能在0～Bm=范圍內(nèi)選?。?，使粒子恰好從b板的T孔飛出，求粒子飛出時(shí)速度方向與b板板面夾角的所有可能值（可用反三角函數(shù)表示）．【來(lái)源】2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試物理（四川卷帶解析)【答案】（1）（2）（3）【解析】試題分析： (1)設(shè)粒子在P板上勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v0，由于粒子在P板勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故①所以，由動(dòng)能定理知，發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功②解得W=③說(shuō)明：①②各2分，③式1分（2）設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)E0和板間的電壓為U，有④板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)為E，粒子進(jìn)入板間時(shí)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(chǎng)力作用而做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，加速度為a，有⑤當(dāng)開(kāi)關(guān)S接“1”時(shí)，粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其加速度為⑥再由，⑦⑧當(dāng)開(kāi)關(guān)S接“2”時(shí)，由閉合電路歐姆定律知⑨聯(lián)立①④⑤⑥⑦⑧⑨解得，⑩說(shuō)明：④⑤⑥⑦⑧⑨⑩各1分（3）由題意分析知，此時(shí)在板間運(yùn)動(dòng)的粒子重力和電場(chǎng)力平衡．當(dāng)粒子從k進(jìn)入兩板間后，立即進(jìn)入磁場(chǎng)物體在電磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故分析帶電粒子的磁場(chǎng)如圖所示，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，粒子出磁場(chǎng)區(qū)域后沿DT做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，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(shè)粒子與板間的夾角最大，設(shè)為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B取最大值時(shí)的夾角為，當(dāng)磁場(chǎng)最強(qiáng)時(shí)，R最小，最大設(shè)為由，⑾知，當(dāng)B減小時(shí)，粒子離開(kāi)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也要增大，D點(diǎn)向b板靠近．Df與b板上表面的夾角越變?cè)叫?，?dāng)后在板間幾乎沿著b板上表面運(yùn)動(dòng)，當(dāng)Bm則有圖中可知，⑿⒀，⒁聯(lián)立⑾⑿⒀⒁，將B=Bm帶入解得⒂當(dāng)B逐漸減小是，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R，D點(diǎn)無(wú)線(xiàn)接近向b板上表面時(shí)，當(dāng)粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后在板間幾乎沿著b板上表面運(yùn)動(dòng)而從T孔飛出板間區(qū)域，此時(shí)滿(mǎn)足題目要求，夾角趨近，既⒃故粒子飛出時(shí)與b板夾角的范圍是(17)說(shuō)明：⑿⒀⒁⒂⒃(17)各1分考點(diǎn)：動(dòng)能定理 牛頓第二定律 閉合電路歐姆定律15．如圖甲所示裝置由加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)處在相距為d的兩塊水平放置的平行導(dǎo)體板之間，勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平寬度為l，豎直寬度足夠大．大量電子(重力不計(jì))由靜止開(kāi)始，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，加速電場(chǎng)的電壓為U1＝，這些電子通過(guò)兩板之間的時(shí)間為T(mén)；當(dāng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)加上如圖乙所示的周期為T(mén)、大小恒為U0的電壓時(shí)，所有電子均能通過(guò)電場(chǎng)，穿過(guò)磁場(chǎng)后打在豎直放置的熒光屏上．(1)求水平導(dǎo)體板的板長(zhǎng)l0；(2)求電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的最大側(cè)向位移ym；(3)要使電子打在熒光屏上的速度方向斜向右下方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍．【來(lái)源】模擬仿真預(yù)測(cè)卷（一)2019《試吧大考卷》高中全程訓(xùn)練計(jì)劃?物理【答案】（1）3eU0T22md；（2）3eU0T28md；（3）U0T2ldB3U0T2ld【解析】【分析】（1）應(yīng)用動(dòng)能定理求得電子經(jīng)加速獲得的速度，電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可求板長(zhǎng)；（2）電子在t=2k+12T時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)最??；電子在t=kT時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)最大且是最小偏轉(zhuǎn)的3倍；（3）電子打在熒光屏上的速度方向斜向右下方的臨界是電子垂直打在熒光屏上和電子軌跡與屏相切，據(jù)臨界時(shí)的半徑可求出對(duì)應(yīng)的臨界磁感應(yīng)強(qiáng)度?！驹斀狻?1)電子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得eU1=12mv02，則 v0=3eU0T2md水平導(dǎo)體板的板長(zhǎng)l0＝v0T=3eU0T22md(2)若電子在t=2k+12T時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)，電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期的側(cè)向位移y1=12a(T2)2=12?eU0md?(T2)2=eU0T28md電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的最大側(cè)向位移ym＝3y1＝3eU0T28md(3)電子離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向與水平方向夾角為θtanθ=vyv0=aT2v0=eU0T2mv0d=33 ，則θ=300電子進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有evB=mv2R，其中v=v0cosθ垂直打在熒光屏上時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R1，R1sinθ＝l，此時(shí)B有最小值軌跡與屏相切時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R2，R2sinθ＋R2＝l，此時(shí)B有最大值聯(lián)立解得Bmin=U0T2ld，Bmax=3U0T2ld，故U0T2ldB3U0T2ld【點(diǎn)睛】所謂臨界問(wèn)題是指一種物理過(guò)程或物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物理過(guò)程或物理狀態(tài)的時(shí)候，存在著分界的現(xiàn)象，即所謂的臨界狀態(tài)，符合這個(gè)臨界狀態(tài)的條件即為臨界條件，滿(mǎn)足臨界條件的物理量稱(chēng)為臨界值，在解答臨界問(wèn)題時(shí)，就是要找出臨界狀態(tài)，分析臨界條件，求出臨界值．解決臨界問(wèn)題，一般有兩種基本方法：（1）以定理、定律為依據(jù)，首先求出所研究問(wèn)題的一般規(guī)律和一般解，然后分析、討論其特殊規(guī)律和特殊解．（2）直接分析、討論臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界值，求解出所研究問(wèn)題的規(guī)律和解．
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