高考物理專題匯編帶電粒子在磁場中的運動(一)含解析(參考版)
2025-04-05 04:29本頁面
【正文】 qvB＝，R＝利用①式得離子在磁場中的軌道半徑為別為（如圖一所示）：11．如圖所示，在xOy平面的第一象限有一勻強磁場，方向垂直于紙面向外；在第四象限有一勻強電場，方向平行于y軸向下．一電子以速度v0從y軸上的P點垂直于y軸向右飛入電場，經(jīng)過x軸上M點進入磁場區(qū)域，又恰能從y軸上的Q點垂直于y軸向左飛出磁場已知P點坐標為(0，－L)，M點的坐標為(L，0)．求(1)電子飛出磁場時的速度大小v(2)電子在磁場中運動的時間t【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）軌跡如圖所示，設電子從電場進入磁場時速度方向與x軸夾角為，（1）在電場中x軸方向：，y軸方向，得，（2）在磁場中，磁場中的偏轉(zhuǎn)角度為12．如圖所示，在x軸上方有垂直xOy平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B1=B0，在x軸下方有交替分布的勻強電場和勻強磁場，勻強電場平行于y軸，勻強磁場B2=2B0垂直于xOy平面，圖象如圖所示．一質(zhì)量為m，電量為q的粒子在時刻沿著與y軸正方向成60176。(1)當物塊A剛滑上木板D時，求物塊A和木板D的加速度大小.(2)求電場強度的大小.(3)為保證小物塊A只能從環(huán)帶狀區(qū)域的上、下兩個開口端飛出，求磁感應強度大小的取值范圍。10．如圖所示，質(zhì)量m=15g、長度L=2m的木板D靜置于水平地面上，木板D與地面間的動摩擦因數(shù)μ=，地面右端的固定擋板C與木板D等高。【答案】（1）（2）（3）α粒子所受電子的影響是微乎其微的，不能被反彈【解析】【詳解】（1）核反應方程：反應釋放的核能：（2）設a粒子的速度大小為v，由，得a粒子在磁場中運動周期：由電流定義式，得環(huán)形電流大?。海?）設電子的質(zhì)量為，碰撞后α粒子的速度為，電子的速度為ve。盧瑟福認為“棗糕模型”中的電子不足以把α粒子反彈回來，在經(jīng)過深思熟慮和仔細的計算后，他提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。求a粒子在磁場中圓周運動的周期T和等效電流I的大小。（1）寫出核反應方程，并求一個氘核和一個氚核聚變時釋放的核能。設此后粒子做圓周運動的軌跡半徑為r，則有幾何關(guān)系可知又因為，所以，代入數(shù)據(jù)可得9．一個氘核（）和一個氚核（）聚變時產(chǎn)生一個中子（）和一個α粒子（）。現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P處由靜止釋放（不計粒子所受重力，電場和磁場范圍足夠大）。【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動，有：如圖所示，若所有離子均不能射出圓形磁場區(qū)域，則故（2）當離子速率大小時，由（1）式可知此時離子圓周運動的軌道半徑離子經(jīng)過最高點和最低點的運動軌跡如圖，由幾何關(guān)系知：得由幾何關(guān)系知：故最高點與最低點的高度差6．電子擴束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成．偏轉(zhuǎn)電場的極板由相距為d的兩塊水平平行放置的導體板組成，如圖甲所示．大量電子由靜止開始，經(jīng)加速電場加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間OO’射入偏轉(zhuǎn)電場．當兩板不帶電時，這些電子通過兩板之間的時間為2t0；:當在兩板間加最大值為U0、周期為2t0的電壓(如圖乙所示)時，所有電子均能從兩板間通過，然后進入豎直寬度足夠大的勻強酸場中，最后打在豎直放置的熒光屏上．已知磁場的水平寬度為L，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，其重力不計．（1）求電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的位置到OO’的最遠位置和最近位置之間的距離（2）要使所有電子都能垂直打在熒光屏上，①求勻強磁場的磁感應強度B②求垂直打在熒光屏上的電子束的寬度△y【答案】（1） （2）①②【解析】【詳解】（1）由題意可知，從0、2t0、4t0、……等時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的位置到OO′的距離最大，在這種情況下，電子的最大距離為：從t0、3t0、……等時刻進入偏轉(zhuǎn)電場的電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的位置到OO′的距離最小，在這種情況下，電子的最小距離為：最遠位置和最近位置之間的距離：，（2）①設電子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時的偏向角為θ，由于電子要垂直打在熒光屏上，所以電子在磁場中運動半徑應為：設電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的速度為v1，垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy，則電子離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏向角為，式中又：解得：②由于各個時刻從偏轉(zhuǎn)電場中射出的電子的速度大小相等，方向相同，因此電子進入磁場后做圓周運動的半徑也相同，都能垂直打在熒光屏上．由第（1）問知電子離開偏轉(zhuǎn)電場
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1