帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)-資料下載頁(yè)
2025-04-29 13:09本頁(yè)面
【正文】 為 q 的帶正電粒子自坐標(biāo)原點(diǎn) O 處，以v0＝ 2 m / s 的速度沿 x 軸正向水平射出．已知電場(chǎng)強(qiáng)度 E0＝2mq、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0＝2 π mq，不計(jì)粒子重力．求： 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 1) t ＝ 1 s 末粒子速度的大小和方向 ； ( 2) 1 ～ 2 s 內(nèi)，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期； 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 3) 畫(huà)出 0 ～ 4 s 內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 ( 要求：體現(xiàn)粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) ) ； ( 4) ( 2n － 1) ～ 2n s (n ＝ 1,2,3 ? ) 內(nèi)粒子運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的位置坐標(biāo)． 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 解析 ] ( 1) 在 0 ～ 1 s 內(nèi)，在電場(chǎng)力作用下，帶電粒子在 x 軸方向上做勻速運(yùn)動(dòng)： vx＝ v0 y 方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)： vy＝qE0mt1 1 s 末粒子的速度 v1＝ v2x＋ v2y v1與水平方向的夾角為 α ，則 tan α ＝vyvx 代入數(shù)據(jù)解得 v1＝ 2 2 m / s ， α ＝ 45176。 即速度方向與 x 軸正方向成 45 176。 角斜向上 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 2) 1 ～ 2 s 內(nèi)，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律 qv1B0＝mv21R1 得 R1＝mv1qB0＝2πm 粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 T ＝2 π mqB0＝ 1 s 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 3) 粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如 下 圖所示 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 4) ( 2n － 1) s 末 ， 粒子的位置坐標(biāo)為 x ＝ v0n ＝ 2n m y ＝12qE0m n2＝ n2m 此時(shí)粒子的速度為 vn＝ v20＋ ?qE0m n ?2＝ 2 n2＋ 1 m / s tan θ ＝vyv0＝?qE0m n ?v0＝ n 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 帶電粒子在 ( 2n － 1) ～ 2n s (n ＝ 1,2,3 ? ) 內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡如 下 圖所示， 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 半徑 Rn＝mvnqB0＝n2＋ 1πm 最高點(diǎn) G 的位置坐標(biāo)為 X ＝ x － Rns in θ ＝ ( 2n －nπ) m Y ＝ y ＋ Rn(1 ＋ c os θ) ＝ [n2＋1π( n2＋ 1 ＋ 1 ) ] m [答案 ] 見(jiàn)解析 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 201 1 濰坊模擬 ) 如 下 圖甲所示有兩個(gè)寬度均為 L ＝ m ，長(zhǎng)為 2L ＝ 1 m 的緊鄰的有界區(qū)域 Ⅰ 、 Ⅱ ， 在 Ⅰ 區(qū)域中存在垂直紙面向外的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B ＝ 1 T ，在Ⅱ 區(qū)域內(nèi)有兩相距為 1 m 的兩平行金屬板 A 、 B ，在 A 、B 板間加上如圖乙所示的電壓， A 、 B 板 右端有一靶屏E F . 邊界 CD 上的中點(diǎn) O 處有一粒子源連續(xù)發(fā)射正粒子， 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 發(fā)射初速度 v0＝ 100 m / s ，方向與 CD 邊界成一定角度．粒子質(zhì)量為 m ＝ 10－ 8kg ，電量為 q ＝ 10－ 6C ( 粒子的重力不計(jì) ) ，粒子恰好垂直 GH 邊界進(jìn)入 Ⅱ 區(qū)域．求： 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 1) 粒子從射入磁場(chǎng)到打到靶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； ( 2) 粒子打到靶上的長(zhǎng)度； ( 3) 粒子打到靶上的最大動(dòng)能． 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 解析 ] ( 1) 粒子進(jìn)入 Ⅰ 區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為 θ ， s in θ ＝ L /R [ 答案 ] ( 1 ) (12 ＋π6 ) 10－ 2 s ( 2 ) 18 m ( 6 ) 6 .2 5 10－ 5 J 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 R ＝ mv0/q B 解得： θ ＝ π /6 設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 T ， T ＝ 2 π m /q B 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間： t1＝θ2 πT ＝π6 10－ 2s 設(shè)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)用時(shí) t2 L ＝ v0t2， t2＝12 10－ 2s 故運(yùn)動(dòng)總時(shí)間 t ＝ t1＋ t2＝ (12＋π6) 10－ 2s 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 2) t ＝ 0 時(shí)刻射入的粒子將沿直線(xiàn)打到靶上，當(dāng)電壓為U ＝ 100 V 時(shí)射入的粒子向下偏轉(zhuǎn)量最大設(shè)偏轉(zhuǎn)量為 y ， y ＝12qU2L m(Lv0)2 解得 y ＝18m 故粒子打到靶上的長(zhǎng)度為18m 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 3) U ＝ 100 V 時(shí)射入的粒子打到靶上的動(dòng)能最大，由動(dòng)能定理得： q U y2L＝ Ekm－12mv20 解得： Ekm＝ 10－ 5J 第 8章 第 3講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容
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