高三物理一輪復(fù)習(xí)課件江蘇專用第八章第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-資料下載頁(yè)
2025-01-07 13:39本頁(yè)面
【正文】 子的比荷有關(guān) ， 所以 A 錯(cuò)誤；粒子被加速的最大動(dòng)能 Ekm＝m v2m2＝ 2 m π2R2f2， 與加速電壓 U 無(wú)關(guān) ， B 錯(cuò)誤；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)半徑 R ＝m vBq， n U q ＝m v22， 知半徑比為 2 ∶ 1 ， D 正確． 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 2 ． 如圖 8 － 3 － 13 所示 ， MN 、 PQ 是平行金屬板 ， 板長(zhǎng)為 L ， 兩板間距離為L(zhǎng)2，PQ 板帶正電 ， MN 板帶負(fù)電 ， 在 PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)帶電荷量為 q 、質(zhì)量為 m 的帶負(fù)電粒子以速度 v 0 從 MN 板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間 ， 結(jié)果粒子恰 (1)兩金屬板間所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。? (2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的大?。? 好從 PQ板左邊緣飛進(jìn)磁場(chǎng) ， 然后又恰好從 PQ板的右邊緣飛進(jìn)電場(chǎng) ， 不計(jì)粒子重力 ． 求： 圖 8－ 3－ 13 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 解析 ( 1) 設(shè)粒子在兩金屬板間勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的 時(shí)間為t ， 由類平拋運(yùn)動(dòng)可知： L ＝ v0t ，L2＝12at2， a ＝qEm 聯(lián)立解得： E ＝m v20qL. ( 2) 設(shè)粒子以速度 v 飛出電場(chǎng)后射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ， 速度 v 與水平方向的夾角為 θ ， 則有 q v B ＝ mv2R， s in θ ＝L2 R， s in θ ＝vyv， vy＝ at 聯(lián)立解得： B ＝2 m v0qL. 答案 ( 1 ) m v20qL ( 2 )2 m v 0qL 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 3． (2022廣東湛江測(cè)試 )如圖 8－ 3－ 14所示的平面直角坐標(biāo)系中，虛線 OM與 x軸成 45176。角，在 OM與 x軸之間 (包括 x軸 )存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在 y軸與 OM之間存在豎直向下、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，有一個(gè)質(zhì)量為 m，電荷量為 q的帶正電的粒子以某速度沿 x軸正方向從 O點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域并發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不計(jì)帶電粒子的重力和空氣阻力，在帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)到第二次離開電場(chǎng)的過程中，求： 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 圖 8－ 3－ 14 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 (1)若帶電粒子從 O點(diǎn)以速度 v1進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，求帶電粒子第一次離開磁場(chǎng)的位置到 O點(diǎn)的距離． (2)若帶電粒子第二次離開電場(chǎng)時(shí)恰好經(jīng)過 O點(diǎn)，求粒子最初進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度 v的大?。⒂懻摦?dāng) v變化時(shí)，粒子第二次離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小與 v大小的關(guān)系． 解析 ( 1) 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ， 根據(jù)牛頓 第二定律有 q v1B ＝ mv21R ① 解得 R ＝m v1qB ② 設(shè)粒子從 N 點(diǎn)離開磁場(chǎng) ， 如圖所示 ， 由幾何知識(shí)可知 ON ＝ 2 R ③ 聯(lián)立 ②③ 兩式解得： ON ＝2 m v1qB ④ 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 ( 2) 粒子第二次離開磁場(chǎng)后在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng) ， 若粒子第二次剛好從 O 點(diǎn)離開電場(chǎng) ， 則： 水平位移 x ＝ 2 R ＝2 m vqB＝ v t ⑤ 解得： t ＝2 mqB ⑥ 豎直位移 y ＝ 2 R ＝2 m vqB＝12at2 ⑦ 而 a ＝Eqm ⑧ 聯(lián)立 ⑥⑦⑧ 式并解得 v ＝EB ⑨ ① 若 v EB， 則粒子從 y 軸離開電場(chǎng) ， 軌跡如上圖 ， 水平位移 x ＝ 2 R ＝2 m vqB＝ v t 得 t ＝2 mqB ⑩ 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 vy＝ at ＝qEmt ＝2 EB ? 則粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度 v2＝ v2y＋ v2＝ 4 E2B2 ＋ v2 ? ② 若 v EB， 則粒子從 OM 邊界離開電場(chǎng) ， 粒子在 x 、 y 方向的位移大小相等 x ＝ v t ? y ＝ x ＝vy2t ， 解得 vy＝ 2 v ? 則粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度 v3＝ v2y＋ v2＝ 5 v ? 答案 ( 1 ) 2 m v 1qB ( 2 ) 見解析 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 二、帶電粒子在疊加復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 4． (單選 )如圖 8－ 3－ 15所示，質(zhì)量為 m，帶電荷量為－ q的微粒以速度 v與水平方向成45176。角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．如果微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是 ( )． 圖 8－ 3－ 15 A ． 微粒受電場(chǎng)力、洛倫茲力、重力三個(gè)力作用 B ． 微粒受電場(chǎng)力、洛倫茲力兩個(gè)力作用 C ． 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度 E ＝2 mgq D ． 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B ＝mgq v 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 答案 A 解析 因?yàn)槲⒘Ｗ鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng) ， 所以微粒所受合力為零 ， 受力分析如圖所示 ， 微粒在重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡狀態(tài) ， 可知 ， qE ＝ mg ， q v B ＝ 2 mg ， 得電場(chǎng)強(qiáng)度 E ＝mgq， 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B ＝2 mgq v. 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 5．兩塊金屬板 a、 b平行放置，板間存在與勻強(qiáng)電場(chǎng)正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間的空間區(qū)域．一束電子以一定的初速度 v0從兩極板中間，沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向射入場(chǎng)中， 圖 8－ 3－ 16 無(wú)偏轉(zhuǎn)地通過場(chǎng)區(qū)，如圖 8－ 3－ 16所示，已知板長(zhǎng) l＝ 10 cm，兩板間距 d＝ cm，兩板間電勢(shì)差 U＝ 150 V， v0＝ 107 m/s. ( 1) 求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小； ( 2) 若撤去磁場(chǎng) ， 求電子穿過電場(chǎng)時(shí)偏離入射方向的距離 ， 以及電子通過場(chǎng)區(qū)后動(dòng)能的增加量 ( 電子所帶電荷量的大小與其質(zhì)量之比em＝ 6 1011 C /k g ， 電子帶電荷量的大小 e ＝ 0 10－ 19 C ) ． 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 答案 (1) 10－ 4 T (2) 10－ 2 m 55 eV 解析 ( 1) 電子進(jìn)入正交的電、磁場(chǎng)不發(fā)生偏轉(zhuǎn) ， 則滿足 Be v 0 ＝ eUd， B ＝Uv 0 d＝ 10－ 4 T ( 2) 設(shè)電子通過場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離為 y 1 y 1 ＝12at2＝eU2 mdl2v20＝ 10－ 2 m Δ E k ＝ e E y 1 ＝ eUdy 1 ＝ 10－ 18 J ＝ 55 eV
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