復(fù)合場大題壓軸-資料下載頁
2025-03-25 00:18本頁面
【正文】 ，改變M、N間的電壓時(shí)，粒子從s2運(yùn)動(dòng)到D板經(jīng)歷的時(shí)間t會(huì)不同，求t的最小值。【答案】18．19．20．【解析】（1）正粒子沿直線打到P板上的s3點(diǎn)，可知：……………（1分）粒子在M、N間的電場加速滿足：……………………………………（1分）得：…………………………………………………………………………（1分）（2）粒子恰好打在收集板D的中點(diǎn)上，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R由牛頓第二定律可知：………………………………………………………………（1分）又…………………………………………………………………………（1分）得：…………………………………………………………………………（1分）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為周期，由…………（1分）（3）M、N間的電壓越大，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度越大，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越大，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也會(huì)越短，出磁場后勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越短，所以當(dāng)粒子打在收集板D的右端時(shí)，對應(yīng)時(shí)間t最短。根據(jù)幾何關(guān)系可以求得粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑…………………………（1分）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為…………………………………………（1分）……………………………………………………………………………（1分）粒子出磁場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間：………（1分）粒子經(jīng)過s2后打在D上t的最小值…（1分）如圖所示，在第一象限有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，方向沿y軸負(fù)向；在x軸下方第四象限有一均強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場，在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場，粒子第二次經(jīng)過x軸的M點(diǎn)，已知OP=，不計(jì)重力．求：21．M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O間的距離；22．粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間．【答案】21．+22．【解析】粒子的軌跡如圖所示：(1)由圖得： ∴ 2分由粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)可得： 1分 2分求得： ∴ 1分粒子在磁場中的軌道半徑= 1分M=2= 1分∴M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O間的距離；OM=+ 1分(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期 1分由圖可得：∠=2=60176。∴粒子從Q點(diǎn)經(jīng)過磁場到達(dá)M點(diǎn)所用時(shí)間 1分粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間 2分 如圖所示，在xoy平面內(nèi)，第Ⅲ象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的邊界，OM與負(fù)14x軸成45176。角．在x＜0且OM的左側(cè)空間存在著負(fù)x方向的勻強(qiáng)電場E，； 在y＜0且OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B，．一不計(jì)重力的帶負(fù)電的微粒，從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向以v0=2103m/s的初速度進(jìn)入磁場，最終離開電磁場區(qū)域．已知微粒的電荷量q=51018C，質(zhì)量m=11024kg，求：23．帶電微粒第一次經(jīng)過磁場邊界的位置坐標(biāo)；24．帶電微粒在磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；25．帶電微粒最終離開電磁場區(qū)域的位置坐標(biāo)．【答案】23．（4103m， 4103m）24．T=105s25．（0，）【解析】（1）帶電微粒從O點(diǎn)射入磁場，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。第一次經(jīng)過磁場邊界上的A點(diǎn)由 （2分）得m （1分）A點(diǎn)位置坐標(biāo)（4103m， 4103m）（1分） (2)設(shè)帶電微粒在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T則t=tOA+tAC= （2分）T= （ 2分）代入數(shù)據(jù)解得：T=105s （1分）（3）微粒從C點(diǎn)沿y軸正方向進(jìn)入電場，做類平拋運(yùn)動(dòng) （1分） （1分）△y=v0t1 （1分） 代入數(shù)據(jù)解得：△y=y=△y2r=4103= （1分）離開電、磁場時(shí)的位置坐標(biāo)（0，）（1分）（2011?江蘇模擬）如圖所示，xoy為豎直平面直角坐標(biāo)系，MN為第Ⅰ、第Ⅲ象限的平分線，在MN的左側(cè)有垂直于坐標(biāo)平面水平向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，在MN右側(cè)有水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E=2N/C．現(xiàn)有一個(gè)帶負(fù)電的微粒，從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向以v0=80m/s的初速度射入磁場，已知微粒的帶電量為q=21012C，質(zhì)量為m=51016kg，試求：（1）帶電微粒第一次離開磁場區(qū)時(shí)的位置坐標(biāo)；（2）帶電微粒第一次越過y軸時(shí)的位置坐標(biāo)；（3）帶電微粒從O點(diǎn)射出到第一次越過y軸時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間是多長．考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)；牛頓第二定律；向心力；帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)．專題：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)專題．分析：（1）帶電微粒從O點(diǎn)射入磁場，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，第一次經(jīng)過磁場邊界上的A點(diǎn)，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律即可求解；（2）微粒從C點(diǎn)沿y軸正方向進(jìn)入電場，做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)得基本公式即可求解．（3）根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式及粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡即可解題；解答：解析：（1）從題設(shè)數(shù)據(jù)中，可以發(fā)現(xiàn)微粒重子與電場力和洛倫茲力相比太小，應(yīng)忽略不計(jì)．帶電微粒從O點(diǎn)射入磁場后，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．微粒在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中：由qv0B＝mv02r得r＝mv0qB＝故第一次離開磁場區(qū)時(shí)的位置A點(diǎn)位置坐標(biāo)為（，）（2）當(dāng)微粒從C點(diǎn)離開磁場區(qū)時(shí)，速度方向豎直向下，在電場力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)到達(dá)D點(diǎn)，則：2r＝12qEmt2CD2r+y＝v0tCD解得微粒從C到D過程中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：tCD＝110?2（s）D點(diǎn)的縱坐標(biāo)y=（m）故帶電微粒第一次越過y軸時(shí)的位置坐標(biāo)為（0，）（3）微粒在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T=2πmqB則微粒在磁場運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間：tOA+tAC=14T+34T=102（s）微粒在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間：tAB＝2v0a＝2mv0qE＝210?2（s）故微粒從O點(diǎn)射出到第一次越過y軸時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間t＝tOA+tAB+tAC+tCD＝10?2（s）答：（1）帶電微粒第一次離開磁場區(qū)時(shí)的位置坐標(biāo)為（，）（2）帶電微粒第一次越過y軸時(shí)的位置坐標(biāo)為（0，）（3）102（s）評卷人得分七、綜合題 專業(yè)整理分享
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