高中物理帶電粒子在復合場中的運動易錯題二輪復習及答案-資料下載頁
2025-04-05 04:52本頁面
【正文】 市2019屆高三第二次模擬考試理科綜合物理試題【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）粒子在P點靜止，則電場力和重力平衡，則 解得 （2）若給小球一個垂直磁場方向豎直向下的速度v，則粒子在正交場中做勻速圓周運動，由 可得半徑為 ，因 ，則粒子在磁場中轉過的角度為 ，則時間為10．“801所”設計的磁聚焦式霍爾推進器可作為太空飛船的發(fā)動機，其原理如下：系統(tǒng)捕獲宇宙中大量存在的等離子體(由電量相同的正、負離子組成)經系統(tǒng)處理后．從下方以恒定速率v1,向上射入有磁感應強度為B垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域I內．當柵極MN、PQ間形成穩(wěn)定的電場后．自動關閉區(qū)域I系統(tǒng)(關閉粒子進入通道、撤去磁場B1)．區(qū)域Ⅱ內有磁感應強度大小為B垂直紙面向外的勻強磁場，磁場右邊界是直徑為D、與上下極板相切的半圓(圓與下板相切于極板中央A)．放在A處的放射源能夠向各個方向均勻發(fā)射速度大小相等的氙原子核，氙原子核經過該區(qū)域后形成寬度為D的平行氙粒子束，經過柵極MN、PQ之間的電場加速后從PQ噴出．在加速氙原子核的過程中探測器獲得反向推力(不計氙原子核、等離子體的重力．不計粒子之間相互作用與相對論效應)．已知極板長RM=2D，柵極MN和PQ間距為d，氙原子核的質量為m、電荷量為q，求：(1)當柵極MN、PQ間形成穩(wěn)定的電場時，其電場強度E多大．(2)氙原子核從PQ噴出時的速度大小v2．(3)因區(qū)域Ⅱ內磁場發(fā)生器故障，導致區(qū)域Ⅱ中磁感應強度減半并分布在整個區(qū)域Ⅱ中，求能進入區(qū)域I的氙原子核占A處發(fā)射粒子總數的百分比．【來源】【全國市級聯考】湖南省衡陽市2018屆高三下學期第三次聯考理綜物理試題【答案】（1）E=v1B1。（2）。（3）%．【解析】（1）等離子體由下方進入區(qū)域I后，在洛倫茲力的作用下偏轉，當粒子受到的電場力等于洛倫茲力時，形成穩(wěn)定的勻強電場，設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動時,設速度為v3,則有： 根據題意，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： 氙原子核經過區(qū)域I加速后，離開PQ的速度大小為，根據動能定理可知：其中電壓 聯立可得（3）根據題意，當區(qū)域Ⅱ中的磁場變?yōu)橹?，根?可知，r′=r=D ①根據示意圖可知，沿著AF方向射入的氙原子核，恰好能夠從M點沿著軌跡1進入區(qū)域I，而沿著AF左側射入的粒子將被上極板RM擋住而無法進入區(qū)域I．該軌跡的圓心O1，正好在N點，AO1=MO1=D，所以根據幾何關系可知，此時∠FAN=900；②根據示意圖可知，沿著AG方向射入的氙原子核，恰好從下極板N點沿著軌跡2進入區(qū)域I，而沿著AG右側射入的粒子將被下極板SN擋住而無法進入區(qū)域I． AO2=AN=NO2=D，所以此時入射角度∠GAN=300；根據上述分析可知，只有∠FAG=600；這個范圍內射入的粒子還能進入區(qū)域I．該區(qū)域的粒子占A處總粒子束的比例為 點睛：考查牛頓第二定律與運動學公式的應用，掌握由洛倫茲力提供向心力的求解方法，理解動能定理的內容，注意正確畫出運動軌跡，及分清各段運動性質；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)的粒子數點比．
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