高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動提高訓(xùn)練-資料下載頁
2025-04-02 21:57本頁面
【正文】 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(diǎn)進(jìn)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(dá)熒光屏的位置與Q點(diǎn)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=9cm13．在空間中存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其豎直邊界AB、CD的寬度為d，在邊界AB左側(cè)是豎直向下、場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子（不計(jì)重力）從P點(diǎn)以大小為v0的水平初速度射入電場，隨后與邊界AB成45176。射入磁場，若粒子能垂直CD邊界飛出磁場，試求：（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（2）從進(jìn)入電場到穿出磁場的總時間。 【來源】陜西省漢中市漢臺區(qū)2019屆高三年級教學(xué)質(zhì)量第一次檢測考試物理試題【答案】（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為；（2）從進(jìn)入電場到穿出磁場的總時間為?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）粒子進(jìn)入磁場時的速度為：粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，由幾何知識得：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：解得：；（2）粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，粒子進(jìn)入磁場時的豎直分速度為：vy=vsin45176。=v0=，解得，粒子在電場中的運(yùn)動時間為：；粒子在磁場中做勻速運(yùn)動的周期為： ；粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角我：θ=45176。，粒子在磁場中的運(yùn)動時間為：，粒子從進(jìn)入電場到穿出磁場的總時間為：14．如圖所示，x軸正方向有以(0，)為圓心、半徑為r=，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=103T，方向垂直紙面向里。PQ為足夠大的熒光屏，在MN和PQ之間有方向豎直向下、寬度為2r的勻強(qiáng)電場(MN與磁場的右邊界相切)。粒子源中有帶正電的粒子不斷地由靜止電壓U=800V的加速電場加速。粒子經(jīng)加速后，沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場區(qū)域，再經(jīng)電場作用恰好能垂直打在熒光屏PQ上，粒子重力不計(jì)。粒子的比荷為=1010C/kg。求：(1)粒子離開磁場時速度方向與x軸正方向夾角的正切值。(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小。(3)將粒子源和加速電場整體向下平移一段距離d(dr)，粒子沿平行于x軸方向進(jìn)入磁場且在磁場中運(yùn)動時間最長。求粒子在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的總時間(計(jì)算時π取3)?！緛碓础俊臼屑壜?lián)考】遼寧省大連市2019屆高三雙基礎(chǔ)檢測物理試題【答案】（1）（2）（3）【解析】【詳解】(1)帶電粒子在電場中加速，由動能定理可得:，解得：進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力聯(lián)立解得，R=；設(shè)速度偏離原來方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系可得，故(2)豎直方向，水平方向，解得:(3)粒子從C點(diǎn)入射，粒子在磁場中運(yùn)動的最大弧弦長CD=2r=，該粒子在磁場中運(yùn)動時間最長，由幾何關(guān)系可得偏向角為，解得:α=60176。；在磁場中運(yùn)動時間，得：在電場中，水平方向做勻速直線運(yùn)動，則：15．如圖所示，在第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)電場，電場方向與x軸成45176。角斜向左下，在第四象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域是由一個半徑為R的半圓和一個長為2R、寬為的矩形組成，磁場的方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(重力忽略不計(jì))以速度v從Q(0，3R)點(diǎn)垂直電場方向射入電場，恰在P(R，0)點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域．(1)求電場強(qiáng)度大小及粒子經(jīng)過P點(diǎn)時的速度大小和方向；(2)為使粒子從AC邊界射出磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么條件；(3)為使粒子射出磁場區(qū)域后不會進(jìn)入電場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)不大于多少?【來源】【市級聯(lián)考】山東省泰安市2019屆高三第二次模擬考試?yán)砭C物理試題【答案】(1) ；，速度方向沿y軸負(fù)方向(2)(3)【解析】【分析】【詳解】（1）在電場中，粒子沿初速度方向做勻速運(yùn)動沿電場力方向做勻加速運(yùn)動，加速度為a設(shè)粒子出電場時沿初速度和沿電場力方向分運(yùn)動的速度大小分別為、合速度、聯(lián)立可得進(jìn)入磁場的速度，速度方向沿y軸負(fù)方向（2）由左手定則判定，粒子向右偏轉(zhuǎn)，當(dāng)粒子從A點(diǎn)射出時，運(yùn)動半徑由得當(dāng)粒子從C點(diǎn)射出時，由勾股定理得解得由得根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動半徑隨磁場減弱而增大，可以判斷，當(dāng)時，粒子從AC邊界射出（3）為使粒子不再回到電場區(qū)域，需粒子在CD區(qū)域穿出磁場，設(shè)出磁場時速度方向平行于x軸，其半徑為，由幾何關(guān)系得解得由得磁感應(yīng)強(qiáng)度小于，運(yùn)轉(zhuǎn)半徑更大，出磁場時速度方向偏向x軸下方，便不會回到電場中
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