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)動壓軸題易錯(cuò)題-文庫吧資料
2025-04-05 04:13本頁面
【正文】 內(nèi)，粒子的偏轉(zhuǎn)角為90176。；（2），；（3）T的表達(dá)式為（n＝1，2，3，…）【解析】【詳解】（1）在加速電場中，從P點(diǎn)到Q點(diǎn)由動能定理得：可得電子從Q點(diǎn)到M點(diǎn)，做類平拋運(yùn)動，x軸方向做勻速直線運(yùn)動，y軸方向做勻加速直線運(yùn)動，由以上各式可得：電子運(yùn)動至M點(diǎn)時(shí)：即：設(shè)vM的方向與x軸的夾角為θ，解得：θ＝45176。（1）求0≤x≤L區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度E的大小和電子從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域時(shí)的速度vM；（2）若圓形區(qū)域內(nèi)加一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，使電子穿出圓形區(qū)域時(shí)速度方向垂直于x軸，求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電子在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的時(shí)間t；（3）若在電子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)，取t＝0，在圓形區(qū)域內(nèi)加如圖乙所示變化的磁場（以垂直于紙面向外為正方向），最后電子從N點(diǎn)飛出，速度方向與進(jìn)入圓形磁場時(shí)方向相同，請寫出磁場變化周期T滿足的關(guān)系表達(dá)式。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)動壓軸題易錯(cuò)題一、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動壓軸題1．如圖所示，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上．在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強(qiáng)電場，在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場．在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置，它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q（q＞0)和初速度v的帶電微粒．發(fā)射時(shí)，這束帶電微粒分布在0＜y＜2R的區(qū)間內(nèi)．已知重力加速度大小為g．（1）從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場區(qū)域，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開，求電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向．（2）請指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域，并說明理由．（3）若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v，那么它們與x軸相交的區(qū)域又在哪里？并說明理由．【來源】帶電粒子在電場中運(yùn)動 壓軸大題【答案】（1），方向沿y軸正方向；，方向垂直xOy平面向外（2）通過坐標(biāo)原點(diǎn)后離開；理由見解析（3）范圍是x＞0；理由見解析【解析】【詳解】(1)帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入磁場，說明帶電微粒所受重力和電場力的大小相等，方向相反．設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，由：可得電場強(qiáng)度大?。悍较蜓貀軸正方向；帶電微粒進(jìn)入磁場后受到重力、電場力和洛倫茲力的作用．由于電場力和重力相互抵消，它將做勻速圓周運(yùn)動．如圖（a）所示：考慮到帶電微粒是從C點(diǎn)水平進(jìn)入磁場，過O點(diǎn)后沿y軸負(fù)方向離開磁場，可得圓周運(yùn)動半徑；設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，由：可得磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。焊鶕?jù)左手定則可知方向垂直xOy平面向外；(2)從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，如圖（b）所示，設(shè)P點(diǎn)與點(diǎn)的連線與y軸的夾角為，其圓周運(yùn)動的圓心Q的坐標(biāo)為，圓周運(yùn)動軌跡方程為：而磁場邊界是圓心坐標(biāo)為（0，R）的圓周，其方程為：解上述兩式，可得帶電微粒做圓周運(yùn)動的軌跡與磁場邊界的交點(diǎn)為或：坐標(biāo)為的點(diǎn)就是P點(diǎn)，須舍去．由此可見，這束帶電微粒都是通過坐標(biāo)原點(diǎn)后離開磁場的；(3)帶電微粒初速度大小變?yōu)?v，則從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場的帶電微粒在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑為：帶電微粒在磁場中經(jīng)過一段半徑為的圓弧運(yùn)動后，將在y軸的右方（x＞0區(qū)域）離開磁場并做勻速直線運(yùn)動，如圖（c）所示．靠近M點(diǎn)發(fā)射出來的帶電微粒在穿出磁場后會射向x軸正方向的無窮遠(yuǎn)處；靠近N點(diǎn)發(fā)射出來的帶電微粒會在靠近原點(diǎn)之處穿出磁場所以，這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域范圍是x＞0．答：（1）電場強(qiáng)度 ，方向沿y軸正方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直xOy平面向外．（2）這束帶電微粒都是通過坐標(biāo)原點(diǎn)后離開磁場的；（3）若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v，這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域范圍是x＞0。2．如圖所示，在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強(qiáng)電場，同時(shí)該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，KL為上下磁場的水平分界線，在NS和MT邊界上，距KL高h(yuǎn)處分別有P、Q兩點(diǎn)，質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的粒子從P點(diǎn)垂直于NS邊界射入該區(qū)域，在
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