高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)壓軸題提高題專題含答案-文庫吧資料
2025-04-02 21:09本頁面
【正文】 量q=4104C，小球b不帶電，小球a、b均可視為質(zhì)點(diǎn)．小球a從A點(diǎn)正對圓心O射入磁場，偏轉(zhuǎn)90176。則沿電場方向做勻加速運(yùn)動(dòng)：?垂直電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)： ??聯(lián)立得。設(shè)粒子射出磁場時(shí)與磁場右邊界交于P點(diǎn)，則∠OO2P=90186。設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，第一次在磁場中飛行的時(shí)間為t1，有④⑤由幾何關(guān)系可知，粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場的速度方向與磁場右邊夾角為45186。由此可知，粒子自A點(diǎn)射入磁場的速度與左邊界垂直。故粒子第一次進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心即為O1點(diǎn)，圓孤軌跡所對的圓心角為45186。【詳解】（1）設(shè)磁場左邊界與x軸相交于D點(diǎn)，過O點(diǎn)作速度v垂線OO1，與MN相交于O1點(diǎn)．由幾何關(guān)系可知，在直角三角形OO1D中∠OO1D =45186。角，斜向下指向左邊。求（1）粒子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離；（2）勻強(qiáng)電場的大小和方向；（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時(shí)所用的時(shí)間。已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。大小為v，粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍。在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場；在第二、三象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直抵面向里。角射入磁場，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，如圖所示．不計(jì)粒子重力，求（1）M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN ；（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；（3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t．【來源】帶電粒子在電場、磁場中的運(yùn)動(dòng)【答案】1）UMN＝ （2）r＝ ?。?） t＝【解析】【分析】【詳解】(1)設(shè)粒子過N點(diǎn)時(shí)的速度為v，有：解得：粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程，有：解得：(2)粒子在磁場中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r，有：解得：(3)由幾何關(guān)系得：設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有：粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期：設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，有：3．如圖所不，在x軸的上方存在垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場．位于x軸下方的離子源C發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為g的一束負(fù)離子，其初速度大小范圍0?，這束離子經(jīng)電勢差的電場加速后，從小孔O（坐標(biāo)原點(diǎn)）垂直x軸并垂直磁場射入磁場區(qū)域，最后打到x軸上．在x軸上2a?3a區(qū)間水平固定放置一探測板（），假設(shè)每秒射入磁場的離子總數(shù)為N0，打到x軸上的離子數(shù)均勻分布（離子重力不計(jì)）．（1）求離子束從小孔O射入磁場后打到x軸的區(qū)間；（2）調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可使速度最大的離子恰好打在探測板右端，求此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1；（3）保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變，求每秒打在探測板上的離子數(shù)N；若打在板上的離子80%被吸收，20%被反向彈回，求探測板受到的作用力大?。緛碓础空憬?018版選考物理考前特訓(xùn)（2017年10月)加試30分特訓(xùn)：特訓(xùn)7 帶電粒子在場中的運(yùn)動(dòng)試題【答案】（1）；（2）（3）【解析】(1)對于初速度為0的離子，根據(jù)動(dòng)能定理：：qU＝mv在磁場中洛侖茲力提供向心力：，所以半徑：r1＝＝a恰好打在x＝2a的位置；對于初速度為v0的離子，qU＝mv－m(v0)2r2＝＝2a，恰好打在x＝4a的位置故離子束從小孔O射入磁場打在x軸上的區(qū)間為[2a，4a] (2)由動(dòng)能定理qU＝
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