高考物理帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)習(xí)題復(fù)習(xí)題及答案解析(參考版)
2025-04-02 21:10本頁(yè)面
【正文】 【答案】（1）1m；（2） m2（3）【解析】試題分析：（1）微粒在勻強(qiáng)電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，微粒的加速度:根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)： 運(yùn)動(dòng)的半徑：解得: x=1m（2）要使微粒做直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)應(yīng)反向，且有：故電場(chǎng)應(yīng)該調(diào)節(jié)為方向向下，大小為 經(jīng)時(shí)，微粒運(yùn)動(dòng)的位移極板上被微粒擊中區(qū)域?yàn)榘霃綖閞的圓，其中 （3）微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力： 豎直向下射出的微粒打在B板的左端恰好與B板相切,如圖甲所示： 當(dāng)粒子源和B板右邊擊中點(diǎn)距離為直徑時(shí)距離最遠(yuǎn)：如圖乙所示： 故B板被微粒打中的區(qū)域的長(zhǎng)度都為考點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).。（3）在滿足第（2）問(wèn)中的所有微粒從Ｐ點(diǎn)噴出后均做直線運(yùn)動(dòng)情況下，在兩板間加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：(1) 解得(2)由得(3)由得，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑， 粒子在整個(gè)裝置中做周期性的往返運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由圖易知： 解得 (４)在t1～(t1＋t2)時(shí)間內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期 設(shè)粒子在金屬板M和N間往返時(shí)間為t，有且滿足： 聯(lián)立可得金屬板M和N間的距離：10．如圖甲所示，、為水平放置的間距的兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間有場(chǎng)強(qiáng)為、電荷量均為，不計(jì)微粒間的相互作用及空氣阻力的影響，：（1）求從P點(diǎn)水平噴出的微粒打在極板時(shí)的水平位移x。則，粒子斜向上射出磁場(chǎng)解得，粒子斜向下射出磁場(chǎng)解得．8．如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）．在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域，離開(kāi)時(shí)速度方向與直線垂直．圓心O到直線的距離為．現(xiàn)將磁場(chǎng)換為平等于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域．若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。敬鸢浮俊窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻拷獯鸨绢}注意帶電粒子先在勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，后在勻強(qiáng)電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)．帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)圓周的半徑為r，由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得①式中v為粒子在a點(diǎn)的速度．過(guò)b點(diǎn)和O點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于c和d點(diǎn)．由幾何關(guān)系知，線段和過(guò)a、b兩點(diǎn)的軌跡圓弧的兩條半徑（未畫出）圍成一正方形．因此②設(shè)有幾何關(guān)系得③④聯(lián)立②③④式得再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)．設(shè)其加速度大小為a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得qE=ma ⑥粒子在電場(chǎng)方向和直線方向所走的距離均為r，有運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得⑦r=vt ⑧式中t是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．聯(lián)立①⑤⑥⑦⑧式得⑨【點(diǎn)睛】帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的題目解題步驟為：定圓心、畫軌跡、求半徑，同時(shí)還利用圓弧的幾何關(guān)系來(lái)幫助解題．值得注意是圓形磁場(chǎng)的半徑與運(yùn)動(dòng)軌道的圓弧半徑
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