20xx屆高考二輪復(fù)習(xí)-電磁場(chǎng)專(zhuān)題-第2講-磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-課時(shí)練(解析版)-資料下載頁(yè)
2025-04-05 05:22本頁(yè)面
【正文】 于紙面向里。設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，根據(jù)洛倫茲力公式和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有qv0B＝m ①由此可得R＝ ②粒子穿過(guò)y軸正半軸離開(kāi)磁場(chǎng)，其在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在y軸正半軸上，半徑應(yīng)滿足R≤h ③由題意，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bm時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)半徑最大，由此得Bm＝ ④(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心仍在y軸正半軸上，由②④式可解得，此時(shí)圓弧半徑為R′＝2h ⑤粒子會(huì)穿過(guò)圖中P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。設(shè)粒子在P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與x軸正方向的夾角為α，由幾何關(guān)系sin α＝＝ ⑥即α＝ ⑦由幾何關(guān)系可得，P點(diǎn)與x軸的距離為y＝2h(1－cos α) ⑧聯(lián)立⑦⑧式解得y＝(2－)h ⑨答案：(1)垂直于紙面向里 (2) (2－)h12. 如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，其第三象限存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里。第一象限電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向上，與第三象限場(chǎng)強(qiáng)大小相同。第一、二象限存在一個(gè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度與第三象限磁場(chǎng)的相同。一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的微粒從第三象限點(diǎn)A(－l，－l)出發(fā)，沿與x軸正方向的夾角為45176。的方向做直線運(yùn)動(dòng)，初速度大小為v。當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，與另一完全相同的靜止在原點(diǎn)O的微粒碰撞，并粘合在一起，碰撞時(shí)間可忽略不計(jì)。粘合后的微粒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，從y軸某點(diǎn)P穿出磁場(chǎng)。已知重力加速度為g，不計(jì)一切阻力，求：(1)第三象限內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)P點(diǎn)的坐標(biāo)；(3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。解析： (1)進(jìn)入重力場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)相疊加的復(fù)合場(chǎng)中的帶電微粒做直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)其所受重力、洛倫茲力、電場(chǎng)力三個(gè)力的方向及微粒運(yùn)動(dòng)的方向進(jìn)行分析，可知微粒做的必定是勻速直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)微粒受力分析如圖甲，有qE＝mg，qvB＝mg解得E＝，B＝。(2)帶電微粒在原點(diǎn)與另一完全相同的靜止微粒發(fā)生完全非彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv＝2mv′，解得v′＝粘合后帶電微粒的質(zhì)量變?yōu)?m，電荷量變?yōu)?q，速度v′＝。在第一象限對(duì)其進(jìn)行受力分析可知，豎直方向滿足電場(chǎng)力與重力平衡，粘合后的帶電微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有2qB＝解得其運(yùn)動(dòng)半徑r＝微粒在第一象限的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示，由幾何關(guān)系可知，P點(diǎn)縱坐標(biāo)yP＝r＝，P點(diǎn)坐標(biāo)為(0，)。(3)以O(shè)P為直徑的圓對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)區(qū)域的面積最小，如圖乙所示，最小面積為S＝π()2＝。答案： (1) (2)(0，) (3)
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1