物理高考物理帶電粒子在復合場中的運動練習題-文庫吧資料
2025-04-01 22:28本頁面
【正文】 ； 沿電場方向： tan60176。解得粒子自坐標原點O射入勻強磁場的速度大小v=（2）粒子自M到N做類平拋運動沿電場方向：Lsin60176。（應有條件m1cos2α＞m2，否則粒子落點區(qū)域必然重疊）9．如圖所示，在xOy坐標平面內(nèi)，虛線PQ與x軸正方向的夾角為60176。m1＞m2，知：R1＞R2要使落點區(qū)域不重疊，則應滿足：L1min＞L2maxcosα＞解得：．cosα=cosα（3）①考慮同種粒子的落點到O的距離；當加速電壓為U+△U、偏角θ=0時，距離最大，Lmax=2Rmax= 最?。篖min=2Rcosα=xcosα故落點到O的距離最大：Lmax=2R=x所以粒子的比荷為：洛倫茲力提供向心力：qvB=m落點到O的距離等于圓運動直徑：x=2R【解析】【分析】【詳解】（1）設沿CM方向運動的離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為R由R=d得，磁場方向垂直紙面向外（2）設沿CN運動的離子速度大小為v，在磁場中的軌道半徑為R′，運動時間為t，由vcosθ=v0得v＝由解得：R′=方法一：設弧長為s，則運動的時間：t=又s=2(θ+α)R′解得t=方法二：離子在磁場中做勻速圓周運動的周期T＝，則有：（3）方法一：由幾何關系得：CM=MNcotθ則有：解得：，以上3式聯(lián)立求解得CM=dcotα方法二：設圓心為A，過A做AB垂直NO，如圖所示由幾何關系得：而因此NM=BO因NM=CMtanθ又解得：CM=dcotα7．如圖，M、N是電壓U=10V的平行板電容器兩極板，與絕緣水平軌道CF相接，其中CD段光滑，DF段粗糙、長度x=．F點緊鄰半徑為R的絕緣圓筒(圖示為圓筒的橫截面)，圓筒上開一小孔與圓心O在同一水平面上，圓筒內(nèi)存在磁感應強度B=、方向垂直紙面向里的勻強磁場和方向豎直向下的勻強電場E．一質(zhì)量m=、電荷量q=－，運動到F點時與質(zhì)量為2m、不帶電的靜止小球b發(fā)生碰撞，碰撞后a球恰好返回D點，b球進入圓筒后在豎直面內(nèi)做圓周運動．不計空氣阻力，小球a、b均視為質(zhì)點，碰時兩球電量平分，小球a在DF段與軌道的動摩因數(shù)μ=，重力加速度大小g=10m/s2．求(1)圓筒內(nèi)電場強度的大??；(2)兩球碰撞時損失的能量；(3)若b球進入圓筒后，與筒壁發(fā)生彈性碰撞，并從N點射出，則圓筒的半徑．【來源】福建省寧德市2019屆普通高中畢業(yè)班質(zhì)量檢查理科綜合物理試題【答案】(1)20N/C；(2)0J；(3) n≥3的整數(shù)）【解析】【詳解】（1）小球b要在圓筒內(nèi)做圓周運動，應滿足：Eq＝2mg解得：E＝20 N/C （2）小球a到達F點的速度為v1，根據(jù)動能定理得：Uq－μmgx＝mv12 小球a從F點的返回的速度為v2，根據(jù)功能關系得：μmgx＝mv22兩球碰撞后，b球的速度為v，根據(jù)動量守恒定律得：mv1＝mv2＋2mv 則兩球碰撞損失的能量為：ΔE＝mv12－mv22－mv2聯(lián)立解得：ΔE＝0（3）小球b進入圓筒后，與筒壁發(fā)生n1次碰撞后從N點射出，軌跡圖如圖所示：每段圓弧對應圓筒的圓心角為，則在磁場中做圓周運動的軌跡半徑：r1＝粒子在磁場中做圓周運動： 聯(lián)立解得：（n≥3的整數(shù)）8．如圖為近代物理實驗室中研究帶電粒子的一種裝置．帶正電的粒子從容器A下方小孔S不斷飄入電勢差為U的加速電場．進過S正下方小孔O后，沿SO方向垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打在照相底片D上并被吸收，D與O在同一水平面上，粒子在D上的落點距O為x，已知粒子經(jīng)過小孔S時的速度可視為零，不考慮粒子重力．（1）求粒子的比荷q/m；（2）由于粒子間存在相互作用，從O進入磁場的粒子在紙面內(nèi)將發(fā)生不同程度的微小偏轉(zhuǎn)．其方向與豎直方向的最大夾角為α，若假設粒子速度大小相同，求粒子在D上的落點與O的距離范圍；（3）加速電壓在（U177。【點睛】運動與力是緊密聯(lián)系的，通過運動情況研究物體受力情況是解決問題的一個重要思路。(2)電場變化的周期T為+?！驹斀狻?1)根據(jù)題意，微粒做圓周運動，洛倫茲力完全提供向心力，重力與電場力平衡，則mg=qE0 ①∵微粒水平向右做直線運動，∴豎直方向合力為0.則 mg+qE0=qvB ②聯(lián)立①②得：q=③B=④(2)設微粒從N1運動到Q的時間為t1，作圓周運動的周期為t2，則=vt1⑤qvB=m⑥2πR=vt2 ⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦得：t1=，t2=⑧電場變化的周期T=t1+t2=+⑨(3)若微粒能完成題述的運動過程，要求 d≥2R ⑩聯(lián)立③④⑥得：R=，設N1Q段直線運動的最短時間t1min，由⑤⑩得t1min=，因t2不變，T的最小值 Tmin=t1min+t2=?！窘馕觥俊痉治觥?br />
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