高考物理帶電粒子在復合場中的運動解題技巧及經(jīng)典題型及練習題(2)-資料下載頁
2025-04-05 04:58本頁面
【正文】 的圓形磁場，磁感應強度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范圍；（3）帶電粒子打到熒光屏上的位置與Q點的最遠距離．【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范圍為0≤y≤10cm（3）假設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．設從縱坐標為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=設粒子最終到達熒光屏的位置與Q點的最遠距離為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)學知識可知，當（x0﹣）=時，即y=所以Hmax=9cm14．在如圖所示的平面直角坐標系中，存在一個半徑R＝，磁感應強度B＝，方向垂直紙面向外，該磁場區(qū)域的右邊緣與y坐標軸相切于原點O點。y軸右側存在一個勻強電場，方向沿y軸正方向，電場區(qū)域?qū)挾龋健，F(xiàn)從坐標為（﹣，﹣）的P點發(fā)射出質(zhì)量m＝10﹣9kg、帶電荷量q＝10﹣5C的帶正電粒子，沿y軸正方向射入勻強磁場，速度大小v0＝103m/s（粒子重力不計）。（1）帶電粒子從坐標為（，）的點射出電場，求該電場強度；（2）為了使該帶電粒子能從坐標為（，﹣）的點回到電場，可在緊鄰電場的右側區(qū)域內(nèi)加勻強磁場，試求所加勻強磁場的磁感應強度大小和方向?！緛碓础?019年四川省樂山市高三三模理綜物理試題【答案】（1）104N/C（2）4T，方向垂直紙面向外【解析】【詳解】解：（1）帶正電粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有：可得：r==R根據(jù)幾何關系可以知道，帶電粒子恰從O點沿x軸進入電場，帶電粒子做類平拋運動，設粒子到達電場邊緣時，豎直方向的位移為y根據(jù)類平拋規(guī)律可得： 根據(jù)牛頓第二定律可得：聯(lián)立可得：N/C（2）粒子飛離電場時，沿電場方向速度：m/s=粒子射出電場時速度： 根據(jù)幾何關系可知，粒子在區(qū)域磁場中做圓周運動半徑：根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得： 聯(lián)立可得所加勻強磁場的磁感應強度大?。篢根據(jù)左手定則可知所加磁場方向垂直紙面向外。15．如圖所示,在直角坐標系xOy平面內(nèi)有兩個同心圓,圓心在坐標原點O,小圓內(nèi)部(I區(qū))和兩圓之間的環(huán)形區(qū)域(Ⅱ區(qū))存在方向均垂直xOy平面向里的勻強磁場(圖中未畫出),I、Ⅱ區(qū)域磁場磁感應強度大小分別為B、2B。a、b兩帶正電粒子從O點同時分別沿y軸正向、負向運動,已知粒子a質(zhì)量為m、電量為q、速度大小為v,粒子b質(zhì)量為2m、電量為2q、速度大小為v/2,粒子b恰好不穿出1區(qū)域,粒子a不穿出大圓區(qū)域,不計粒子重力,不計粒子間相互作用力。求:(1)小圓半徑R1；(2)大圓半徑最小值(3)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t(不考慮a、b在其它位置相遇)?！緛碓础恐貞c市2019屆4月調(diào)研測試（第二次診斷性考試)理綜試卷物理試題【答案】(1) (2) (3)【解析】【詳解】解：(1)粒子b在Ⅰ區(qū)域做勻速圓周運動，設其半徑為根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：由粒子b恰好不穿出Ⅰ區(qū)域：解得： (2)設a在Ⅰ區(qū)域做勻速圓周運動的半徑為，根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：解得： 設a在Ⅱ區(qū)域做勻速圓周運動的半徑為，根據(jù)洛倫磁力提供向心力有：解得： 設大圓半徑為，由幾何關系得：所以，大圓半徑最小值為： (3)粒子a在Ⅰ區(qū)域的周期為，Ⅱ區(qū)域的周期為粒子a從O點出發(fā)回到O點所經(jīng)過的最短時間為：解得：粒子b在Ⅰ區(qū)域的周期為：討論：①如果a、b兩粒子在O點相遇，粒子a經(jīng)過時間： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得：當，時，有最短時間：②設粒子b軌跡與小圓相切于P點，如果a粒子在射出小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得： ab不能相遇③如果a粒子在射入小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)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
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