陜西省商南縣高級中學(xué)高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)壓軸題易錯(cuò)題(參考版)
2025-04-05 04:13本頁面
【正文】 （2）。（2）（3）【解析】【分析】【詳解】（1）正離子被電壓為U0的加速電場加速后速度設(shè)為V1，設(shè)對正離子，應(yīng)用動(dòng)能定理有eU0＝mV12，正離子垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，作類平拋運(yùn)動(dòng)受到電場力F＝qE0、產(chǎn)生的加速度為a＝，即a＝，垂直電場方向勻速運(yùn)動(dòng)，有2d＝V1t，沿場強(qiáng)方向：Y＝at2，聯(lián)立解得E0＝又tanφ＝，解得φ＝45176。【詳解】（1）粒子由P到Q做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，設(shè)y軸方向粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)沿x軸正方向粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解得：（2）如圖所示，設(shè)進(jìn)入磁場時(shí)速度為，方向與y軸夾角為，在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：則圓周運(yùn)動(dòng)半徑設(shè)粒子第一次從y軸回到電場時(shí)的左邊為，根據(jù)幾何關(guān)系：在電場，電場力對粒子做正功：，解得：即粒子第一次回到電場時(shí)的位置坐標(biāo)為8．如圖，離子源A產(chǎn)生的初速度為零、帶電量均為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U0的加速電場加速后勻速通過準(zhǔn)直管，垂直射入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)后通過極板HM上的小孔S離開電場，經(jīng)過一段勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．已知HO＝d，HS＝2d，＝90176。粒子重力不計(jì)，求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；(2)粒子第一次回到電場時(shí)的位置坐標(biāo)。【來源】2020屆天津市六校高三上學(xué)期期末聯(lián)考物理試題（天津外大附校等)【答案】（1） （2） （3）【解析】【詳解】(1)由水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)得2h=v0t1豎直向下的分速度由豎直方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)知vy=at1，加速度為根據(jù)以上式解得(2)粒子進(jìn)入磁場的速度為v，有粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由幾何關(guān)系得，粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r=R由洛倫茲力提供向心力可知解得(3)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期為，粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí) 代入數(shù)據(jù)得：7．如圖，平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，x0、y0區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場E，x0區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=。一帶正電的粒子（不計(jì)重力），以速度為v0從第二象限的P點(diǎn)，沿平行于x軸正方向射入電場，通過坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第四象限，速度方向與x軸正方向成，最后從Q點(diǎn)平行于y軸離開磁場，已知P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為。5．在地面附近的真空中，存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直電場方向水平向里的勻強(qiáng)磁場，如圖甲所示．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B（圖像中的B0末知）隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示．該區(qū)域中有一條水平直線MN，D是MN上的一點(diǎn)．在t＝0時(shí)刻，有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球(可看做質(zhì)點(diǎn))，從M點(diǎn)開始沿著水平直線以速度v0向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻恰好到達(dá)N點(diǎn)．經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，小球在t＝2t0至t＝3t0時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻，又豎直向下經(jīng)過直線MN上的D點(diǎn)，并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過D點(diǎn)．不考慮地磁場的影響，求：(1)電場強(qiáng)度E的大??；(2)小球從M點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過D點(diǎn)所用的時(shí)間；(3)小球運(yùn)動(dòng)的周期，并畫出運(yùn)動(dòng)軌跡(只畫一個(gè)周期)．【來源】【百強(qiáng)?！?015屆遼寧師范大學(xué)附屬中學(xué)高三模擬考試物理卷（帶解析)【答案】（1）（2）2t0( ＋1) （3）T＝8t0，【解析】【分析】【詳解】(1)小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，有qE＝mg，解得．(2)小球從M點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)所用時(shí)間t1＝t0，小球從N點(diǎn)經(jīng)過個(gè)圓周，到達(dá)P點(diǎn)，所以t2＝t0小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的位移x＝R＝，小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間,t3=，所以時(shí)間．(3)小球運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡如圖所示．小球的運(yùn)動(dòng)周期為T＝8t0.6．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第二象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E，方向沿y軸負(fù)方向。（3）電子在磁場中運(yùn)動(dòng)最簡單的情景如圖乙所示，在磁場變化的半個(gè)周期
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