高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)技巧-閱讀訓(xùn)練策略及練習(xí)題-資料下載頁
2025-04-05 04:16本頁面
【正文】 聯(lián)考】湖南省衡陽市2018屆高三下學(xué)期第三次聯(lián)考理綜物理試題【答案】（1）E=v1B1。（2）。（3）%．【解析】（1）等離子體由下方進(jìn)入?yún)^(qū)域I后，在洛倫茲力的作用下偏轉(zhuǎn)，當(dāng)粒子受到的電場力等于洛倫茲力時(shí)，形成穩(wěn)定的勻強(qiáng)電場，設(shè)等離子體的電荷量為q′ ，則 即 （2）氙原子核在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)速度為v3,則有： 根據(jù)題意，在A處發(fā)射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成寬度為D的平行氙原子核束，即則： 氙原子核經(jīng)過區(qū)域I加速后，離開PQ的速度大小為，根據(jù)動(dòng)能定理可知：其中電壓 聯(lián)立可得（3）根據(jù)題意，當(dāng)區(qū)域Ⅱ中的磁場變?yōu)橹?，根?jù) 可知，r′=r=D ①根據(jù)示意圖可知，沿著AF方向射入的氙原子核，恰好能夠從M點(diǎn)沿著軌跡1進(jìn)入?yún)^(qū)域I，而沿著AF左側(cè)射入的粒子將被上極板RM擋住而無法進(jìn)入?yún)^(qū)域I．該軌跡的圓心O1，正好在N點(diǎn)，AO1=MO1=D，所以根據(jù)幾何關(guān)系可知，此時(shí)∠FAN=900；②根據(jù)示意圖可知，沿著AG方向射入的氙原子核，恰好從下極板N點(diǎn)沿著軌跡2進(jìn)入?yún)^(qū)域I，而沿著AG右側(cè)射入的粒子將被下極板SN擋住而無法進(jìn)入?yún)^(qū)域I． AO2=AN=NO2=D，所以此時(shí)入射角度∠GAN=300；根據(jù)上述分析可知，只有∠FAG=600；這個(gè)范圍內(nèi)射入的粒子還能進(jìn)入?yún)^(qū)域I．該區(qū)域的粒子占A處總粒子束的比例為 點(diǎn)睛：考查牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用，掌握由洛倫茲力提供向心力的求解方法，理解動(dòng)能定理的內(nèi)容，注意正確畫出運(yùn)動(dòng)軌跡，及分清各段運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；第三問要注意臨界條件，求出恰從上、下兩邊緣射出的粒子的入射角，從而求出射入Ⅰ區(qū)的粒子數(shù)點(diǎn)比．14．如圖所示，在坐標(biāo)系xoy中，過原點(diǎn)的直線OC與x軸正向的夾角φ=120176。，在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場；在第二、三象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直抵面向里。一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點(diǎn)射入磁場區(qū)域，并從O點(diǎn)射出，粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角θ＝30176。，大小為v，粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍。粒子進(jìn)入電場后，在電場力的作用下又由O點(diǎn)返回磁場區(qū)域，經(jīng)過一段時(shí)間后再次離開磁場。已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。忽略重力的影響。求（1）粒子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離；（2）勻強(qiáng)電場的大小和方向；（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時(shí)所用的時(shí)間?！緛碓础?008年高考全國卷Ⅰ理綜試題物理部分【答案】（1）垂直左邊界向右；（2），方向跟y軸成120176。角，斜向下指向左邊。（3）【解析】【分析】本題考查帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)。【詳解】（1）設(shè)磁場左邊界與x軸相交于D點(diǎn)，過O點(diǎn)作速度v垂線OO1，與MN相交于O1點(diǎn)．由幾何關(guān)系可知，在直角三角形OO1D中∠OO1D =45186。設(shè)磁場左右邊界間距為d，則OO1=d。故粒子第一次進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心即為O1點(diǎn)，圓孤軌跡所對的圓心角為45186。，且O1A為圓弧的半徑R。由此可知，粒子自A點(diǎn)射入磁場的速度與左邊界垂直。A點(diǎn)到x軸的距離：①由洛侖茲力公式、牛頓第二定律及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，得②聯(lián)立①②式得③（2）依題意：勻強(qiáng)電場的方向與x軸正向夾角應(yīng)為135186。設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，第一次在磁場中飛行的時(shí)間為t1，有④⑤由幾何關(guān)系可知，粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場的速度方向與磁場右邊夾角為45186。設(shè)粒子第二次在磁場中飛行的圓弧的圓心為O2，O2必定在直線OO1上。設(shè)粒子射出磁場時(shí)與磁場右邊界交于P點(diǎn)，則∠OO2P=90186。設(shè)粒子第二次進(jìn)入磁場在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，有⑥設(shè)帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3，依題意得⑦由勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和牛頓定律可知⑧⑨聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧⑨可得⑩（3）由幾何關(guān)系可得：故粒子自P點(diǎn)射出后將做類平拋運(yùn)動(dòng)。則沿電場方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：?垂直電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)： ??聯(lián)立得。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(gè)半徑為R的半圓和一個(gè)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(shí)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(huì)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(dòng)沿電場力方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a設(shè)粒子出電場時(shí)沿初速度和沿電場力方向分運(yùn)動(dòng)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(shí)，運(yùn)動(dòng)半徑由得當(dāng)粒子從C點(diǎn)射出時(shí)，由勾股定理得解得由得根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑隨磁場減弱而增大，可以判斷，當(dāng)時(shí)，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(shí)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(shí)速度方向偏向x軸下方，便不會(huì)回到電場中
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