高中物理帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題知識(shí)歸納總結(jié)附答案-資料下載頁
2025-04-05 04:06本頁面
【正文】 度的最大值為多少?(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大時(shí)，粒子從A點(diǎn)出發(fā)與檔板總共相碰兩次后到達(dá)C點(diǎn)?這種情況下粒子從A點(diǎn)出發(fā)到第二次到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間多長?【答案】（1）3L；（2）；（3）；?！窘馕觥吭囶}分析：（1）設(shè)粒子到達(dá)擋板之前的速度為v0有動(dòng)能定理 （1分）粒子與擋板碰撞之后做類平拋運(yùn)動(dòng)在x軸方向 （1分）在y軸方向 （1分）聯(lián)立解得 C點(diǎn)的縱坐標(biāo)為 （1分）（2）粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的沿x軸方向的速度為 （1分） 沿y軸方向的速度為 （1分）此時(shí)粒子在C點(diǎn)的速度為 （1分）粒子的速度方向與x軸的夾角 （1分）磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為 （2分）根據(jù)牛頓第二定律 （1分）要是粒子再次打到擋板上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值為 （1分）（3）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2時(shí)，粒子做半徑為r2的圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)y軸上的O點(diǎn)，之后做直線運(yùn)動(dòng)打到板上， （2分）此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 （1分）此后粒子返回到O點(diǎn)，進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由對稱性可知粒子將到達(dá)D點(diǎn)，接著做直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)從A到板，有 （1分）在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 （1分）從O到板再返回O點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 （1分）從x軸上D點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為 （1分）總時(shí)間為 （1分）考點(diǎn)：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)，牛頓第二定律，平拋運(yùn)動(dòng)。10．平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場，第Ⅲ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，如圖所示．一帶負(fù)電的粒子從電場中的Q點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，Q點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為到x軸距離的2倍．粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開電場進(jìn)入磁場，最終從x軸上的P點(diǎn)射出磁場，P點(diǎn)到y(tǒng)軸距離與Q點(diǎn)到y(tǒng)軸距離相等．不計(jì)粒子重力，問：(1)粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；(2)電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比．【答案】(1),與x軸正方向成45176。角斜向上 (2)【解析】【分析】【詳解】(1)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖：粒子在電場中由Q到O做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)O點(diǎn)速度v與x方向夾角為，Q點(diǎn)到x軸的距離為L，到y(tǒng)軸的距離為2L，粒子的加速度為a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有：x方向：y方向： 粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)沿y軸方向的分速度：，又，解得，即，粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的夾角為450解斜向上，粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速度大小為；(2)設(shè)電場強(qiáng)度為E，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子在電場中受到的電場力為F，粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的加速度：，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，洛倫茲力提供向心力，有：，根據(jù)幾何關(guān)系可知：解得：
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