浙江專(zhuān)用20xx高考物理大一輪復(fù)習(xí)第八章第2課時(shí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用-資料下載頁(yè)
2025-01-16 05:44本頁(yè)面
【正文】 。 天津理綜 1 1) 一圓筒的橫截面如圖 15 所示 ,其圓心為 O .筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B .圓筒下面有相距為 d 的平行金屬板 M 、 N ,其中 M 板帶正電荷 , N 板帶等量負(fù)電荷 .質(zhì)量為 m 、電荷量為 q 的帶正電粒子自 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放 ,經(jīng) N 板的小孔S 以速度 v 沿半徑 SO 方向射入磁場(chǎng)中 .粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從 S 孔射出 ,設(shè)粒子與圓筒碰撞后速度反向且沒(méi)有動(dòng)能損失 ,電荷量保持不變 ,在不計(jì)重力的情況下 ,求： (1) M 、 N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大??； (2) 圓筒的半徑 R ； (3) 保持 M 、 N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 不變，僅將 M 板向上平移23d ，粒子仍從 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從 S 孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù) n ． (2) 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用幾何關(guān)系做出圓心 O ′ 、半徑 r ．設(shè)第一次碰撞點(diǎn)為 A ，由于粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞又從 S 孔射出，因此， SA 弧所對(duì)的圓心角∠ AO ′ S 等于π3． 由幾何關(guān)系得 r ＝ R tan π3 ④ 粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中洛倫茲力充當(dāng)向心力，由牛頓第二定律，得 q v B ＝ mv2r ⑤ 聯(lián)立 ④⑤ 式得 R ＝3 m v3 qB ⑥ 高考模擬 高考題組 1 2 模擬題組 3 4 圖 15 2 ． (2022 天津理綜 1 1) 一圓筒的橫截面如圖 15 所示 ,其圓心為 O .筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B .圓筒下面有相距為 d 的平行金屬板 M 、 N ,其中 M 板帶正電荷 , N 板帶等量負(fù)電荷 .質(zhì)量為 m 、電荷量為 q 的帶正電粒子自 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放 ,經(jīng) N 板的小孔S 以速度 v 沿半徑 SO 方向射入磁場(chǎng)中 .粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從 S 孔射出 ,設(shè)粒子與圓筒碰撞后速度反向且沒(méi)有動(dòng)能損失 ,電荷量保持不變 ,在不計(jì)重力的情況下 ,求： (1) M 、 N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大小； (2) 圓筒的半徑 R ； (3) 保持 M 、 N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 不變，僅將 M 板向上平移23d ，粒子仍從 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從 S 孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù) n ． (3) 保持 M 、 N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 不變，M 板向上平移23d 后，設(shè)板間電壓為U ′ ，則 U ′ ＝Ed3＝U3 ⑦ 設(shè)粒子進(jìn)入 S 孔時(shí)的速度為 v ′ ，由① 式看出U ′U＝v ′2v2 綜合 ⑦ 式可得 v ′ ＝33v ⑧ 設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 r ′ ，則 r ′ ＝3 m v3 qB ⑨ 高考模擬 高考題組 1 2 模擬題組 3 4 圖 15 2 ． (2022 天津理綜 1 1) 一圓筒的橫截面如圖 15 所示 ,其圓心為 O .筒內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B .圓筒下面有相距為 d 的平行金屬板 M 、 N ,其中 M 板帶正電荷 , N 板帶等量負(fù)電荷 .質(zhì)量為 m 、電荷量為 q 的帶正電粒子自 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放 ,經(jīng) N 板的小孔S 以速度 v 沿半徑 SO 方向射入磁場(chǎng)中 .粒子與圓筒發(fā)生兩次碰撞后仍從 S 孔射出 ,設(shè)粒子與圓筒碰撞后速度反向且沒(méi)有動(dòng)能損失 ,電荷量保持不變 ,在不計(jì)重力的情況下 ,求： (1) M 、 N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 的大?。? (2) 圓筒的半徑 R ； (3) 保持 M 、 N 間電場(chǎng)強(qiáng)度 E 不變，僅將 M 板向上平移23d ，粒子仍從 M 板邊緣的 P 處由靜止釋放，粒子自進(jìn)入圓筒至從 S 孔射出期間，與圓筒的碰撞次數(shù) n ． 設(shè)粒子從 S 到第一次與圓筒碰撞期間的軌跡所對(duì)圓心角為 θ ，比較 ⑥⑨ 兩式得到 r ′＝ R ，可見(jiàn) θ ＝π2 ⑩ 粒子須經(jīng)過(guò)四個(gè)這樣的圓弧才能從 S 孔射出，故 n ＝ 3 高考模擬 高考題組 1 2 模擬題組 3 4 圖 15 3 ．如圖 16 所示， △ AB C 為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的邊長(zhǎng)為 a 的等邊三角形，比荷為em的電子以速度 v0從 A 點(diǎn)沿 AB 邊入射，欲使電子經(jīng)過(guò) BC 邊，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的取值為 ( ) A ． B 2 m v0ae B ． B 2 m v0ae C ． B 3 m v0ae D ． B 3 m v0ae 解析 由題意，如圖所示，電子正好經(jīng)過(guò) C 點(diǎn)，此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 R ＝a2cos 3 0176。＝ a3 要想電子從 BC 邊經(jīng)過(guò)，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑要大于a3，由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的公式 r ＝m vqB有a3m v 0eB，即B 3 m v 0ae D 高考模擬 高考題組 1 2 模擬題組 3 4 圖 16 4 ．如圖 17 是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為 R 的絕緣圓柱形筒內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向平行于軸線向外．在圓柱形筒上某一直徑兩端開(kāi)有小孔 M 、 N ，現(xiàn)有一束速率不同、比荷均為 k 的正、負(fù)離子，從 M孔以 α 角入射，一些具有特定速度的離子未與筒壁碰撞而直接從 N 孔射出 ( 不考慮離子間的作用力和重力 ) ．則從 N 孔射出的離子 ( ) A ．是正離子，速率為kBRcos α B ．是正離子，速率為kBRsin α C ．是負(fù)離子，速率為kBRsin α D ．是負(fù)離子，速率為kBRcos α B 高考模擬 高考題組 1 2 模擬題組 3 4 圖 17
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