高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運動解題技巧word-資料下載頁
2025-04-02 21:44本頁面
【正文】 過時間： k=1，2，3…時，解得：ab不能相遇a、b兩粒子從O點出發(fā)到在x軸相遇所經(jīng)過的最短時間為9．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第二象限內(nèi)有平行于y軸的勻強電場，電場強度大小為E，方向沿y軸負(fù)方向。在第一、四象限內(nèi)有一個半徑為R的圓，圓心坐標(biāo)為（R，0），圓內(nèi)有方向垂直于xoy平面向里的勻強磁場。一帶正電的粒子（不計重力），以速度為v0從第二象限的P點，沿平行于x軸正方向射入電場，通過坐標(biāo)原點O進入第四象限，速度方向與x軸正方向成，最后從Q點平行于y軸離開磁場，已知P點的橫坐標(biāo)為。求：（1）帶電粒子的比荷；（2）圓內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B的大小；（3）帶電粒子從P點進入電場到從Q點射出磁場的總時間?！緛碓础?020屆天津市六校高三上學(xué)期期末聯(lián)考物理試題（天津外大附校等)【答案】（1） （2） （3）【解析】【詳解】(1)由水平方向勻速直線運動得2h=v0t1豎直向下的分速度由豎直方向勻加速直線運動知vy=at1，加速度為根據(jù)以上式解得(2)粒子進入磁場的速度為v，有粒子運動軌跡如圖所示由幾何關(guān)系得，粒子在磁場中作勻速圓周運動的軌道半徑為r=R由洛倫茲力提供向心力可知解得(3)粒子在磁場中運動的時間為粒子在磁場中運動的周期為，粒子在電場中運動的時間為粒子運動的總時 代入數(shù)據(jù)得：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)方向的勻強電場，電場強度E=105N/C，在第二象限有半徑R=5cm的圓形磁場，磁感應(yīng)強度B=，方向垂直xOy平面向外．磁場的邊界和x軸相切于P點．在P點有一個粒子源，可以向x軸上方180176。范圍內(nèi)的各個方向發(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動的軌跡半徑；（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）帶電粒子進入磁場受到洛倫茲力的作用做圓周運動，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，取任意方向進入磁場的粒子，畫出粒子的運動軌跡如圖所示：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的點進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)粒子最終到達熒光屏的位置與Q點的最遠(yuǎn)距離為H，粒子射出電場時速度方向與x軸正方向間的夾角為θ，所以：H=（x0﹣x）tanθ=（x0﹣）?由數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)（x0﹣）=時，即y=所以Hmax=9cm
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