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帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-文庫(kù)吧資料

2025-01-24 19:45本頁(yè)面
  

【正文】 動(dòng)的半徑之比為 3 ∶ 1 C .在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度之比為 1 ∶ 2 D .離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為 1 ∶ 3 由 q v B =m v2r,得 r =1B 2 mUq∝1q, 所以 r P + ∶ r P3 + = 3 ∶ 1 , B 正確 ; 由幾何關(guān)系可得 P3 + 在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過 60176。 浙江 20) 在半導(dǎo)體離子注入工藝中,初速度可忽略的磷離子 P+和 P3 +,經(jīng)電壓為 U 的電場(chǎng)加速后,垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖 22所示.已知離子 P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過 θ = 30176。 ,現(xiàn)有比荷為 3 106 C/k g 求: (1) 帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度 v 0 ; (2) 帶電粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的總 時(shí)間 . 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1 . ( 2022 , 帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度為 30176。 =3 - 312 m 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 由正弦定理有 Rsin 120176。 ,現(xiàn)有比荷為 3 106 C/k g 求: (1) 帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度 v 0 ; (2) 帶電粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的總 時(shí)間 . 粒子離開電場(chǎng)的速度 v =v 0cos 3 0176。 v y = at =qELm v 0 解得 v 0 = 3 104 m/s (2) 粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t 1 =Lv 0=13 10- 4 s 粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為 y =12at2=qEL22 m v 20= 36 m 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 圖 21 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 2 =s 2v= 3 - 124 10- 4 s 設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的軌道半徑為 R , R =m vqB=34 m 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則 s OG = ( d - y )sin 60 176。 ,現(xiàn)有比荷為 3 106 C/k g 求: (1) 帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度 v 0 ; (2) 帶電粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到離開磁場(chǎng)的總 時(shí)間 . 解析 (1) 帶電粒子要垂直射入磁場(chǎng),則速度偏向角為 30176。 設(shè)粒子飛出電場(chǎng)后速度恰好與圓形磁場(chǎng)區(qū)域的邊界相切時(shí),圓心 O離極板右邊緣的水平距離為 d 0 ,如圖所示,則: d 0 =Rsin θ-l2 解得: d 0 =32 m ,所以 d 32 m 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 【突破訓(xùn)練 3 】 如圖 21 所示,水平放置的 M 、 N 兩平行板相距為 d = 0 . 50 m ,板長(zhǎng)為 L = 1 m ,兩板間有向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng) E = 300 . 0 N/C ,緊靠平行板右側(cè)邊緣的 xOy 直角坐標(biāo)系以 N 板右端點(diǎn) O 為原點(diǎn),在 xOy 坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)如圖所示部分有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度 B =8 33 10- 2 T ,磁場(chǎng)邊界 OA 與 x 軸夾角 ∠ AOx = 60176。 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【例 3 】 E = 2 106 N/C 和 B1= 0 . 1 T ,極板的長(zhǎng)度 l =33 m ,圓形磁場(chǎng)的半徑為 R =33 m .正電的粒子恰速度方向偏轉(zhuǎn)了 6 0176。 ,則: r = R c ot 30176。 ,不計(jì)粒子的重力,粒子的比荷為qm= 2 108 C/k g . (1) 求圓形磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B2的大??; (2) 在其他條件都不變的情況下,將極板間的磁場(chǎng)撤去,為使粒子飛出極板后不能進(jìn)入圓形磁場(chǎng),求圓形磁場(chǎng)的圓心 O 離極板右邊緣的水平距離 d 應(yīng)滿足的條件. ③ 理思路、畫軌跡 分別畫出兩種情形的運(yùn)動(dòng)軌跡,對(duì)情形一,由勻速直線運(yùn)動(dòng)可知,電場(chǎng)力等于洛倫茲力,根據(jù)在圓形磁場(chǎng)內(nèi)的偏轉(zhuǎn)方向確定圓心和半徑;對(duì)于情形二,應(yīng)用分解思想研究粒子的偏轉(zhuǎn),確定粒子飛出極板時(shí)的速度方向. ④ 巧布局,詳解析 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【例 3 】 E = 2 106 N/C 和 B 1 = 0 . 1 T ,極板的長(zhǎng)度 l =33 m ,圓形磁場(chǎng)的半徑為 R =33 m .正電的粒子恰速度方向偏轉(zhuǎn)了 60176。 ,不計(jì)粒子的重力,粒子的比荷為qm= 2 108 C/k g . (1) 求圓形磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B2的大?。? (2) 在其他條件都不變的情況下,將極板間的磁場(chǎng)撤去,為使粒子飛出極板后不能進(jìn)入圓形磁場(chǎng),求圓形磁場(chǎng)的圓心 O 離極板右邊緣的水平距離 d 應(yīng)滿足的條件. 審題與關(guān)聯(lián) ① 解題切入點(diǎn) 抓住 “ 恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng) ” 和 “ 速度方向偏轉(zhuǎn)了 60176。 v 1 t 3 =π r2, 解得 t 3 =5 π r6 v 所以 t 總 = t 1 + t 2 + t 3 =5 d4 v+5π r3 v 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【突破訓(xùn)練 2 】 如圖 13 所示,空間存在著垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng) , 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ,在 y軸兩側(cè)分別有方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度均為 E ,在兩個(gè)電場(chǎng)的交界處左側(cè)附近,有一帶正電的液滴 a 在電場(chǎng)力和重力作用下靜止,現(xiàn)從場(chǎng)中某點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的液滴 b ,當(dāng)它的運(yùn)動(dòng)方向變?yōu)樗椒较驎r(shí)恰與 a 相撞,撞后兩液滴合為一體,速度減小到原來的一半,并沿 x 軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知液滴 b 與 a 的質(zhì)量相等, b 所帶電荷量是 a 所帶電荷量的 2 倍,且相撞前 a 、 b 間的靜電力忽略不計(jì). (1) 求兩液滴相撞后共同運(yùn)動(dòng)的速度大小; (2) 求液滴 b 開始下落時(shí)距液滴 a 的高度 h . 解析 液滴在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),同時(shí)受到洛倫茲力、電場(chǎng)力和重力作用. (1 ) 設(shè)液滴 a 質(zhì)量為 m 、電荷量為 q ,則液滴 b 質(zhì)量為 m 、電荷量為- 2 q ,液滴 a 平衡時(shí)有 qE = mg ① 課堂探究 圖 13 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【突破訓(xùn)練 2 】 如圖 13 所示,空間存在著垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng) , 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ,在 y軸兩側(cè)分別有方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度均為 E ,在兩個(gè)電場(chǎng)的交界處左側(cè)附近,有一帶正電的液滴 a 在電場(chǎng)力和重力作用下靜止,現(xiàn)從場(chǎng)中某點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的液滴 b ,當(dāng)它的運(yùn)動(dòng)方向變?yōu)樗椒较驎r(shí)恰與 a 相撞,撞后兩液滴合為一體,速度減小到原來的一半,并沿 x 軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知液滴 b 與 a 的質(zhì)量相等, b 所帶電荷量是 a 所帶電荷量的 2 倍,且相撞前 a 、 b 間的靜電力忽略不計(jì). (1) 求兩液滴相撞后共同運(yùn)動(dòng)的速度大?。? (2) 求液滴 b 開始下落時(shí)距液滴 a 的高度 h . a 、 b 相撞合為一體時(shí),質(zhì)量為2 m ,電荷量為- q ,設(shè)速度為 v , 由題意知處于平衡狀態(tài),重力為 2 mg ,方向豎直向下,電場(chǎng)力為 qE ,方向豎直向上,洛倫茲力方向也豎直向上, 因此滿足 q v B + qE = 2 mg ② 由 ①② 兩式, 可得相撞后速度 v =EB 課堂探究 圖 13 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 圖 13 【突破訓(xùn)練 2 】 如圖 13 所示,空間存在著垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng) , 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ,在 y軸兩側(cè)分別有方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度均為 E ,在兩個(gè)電場(chǎng)的交界處左側(cè)附近,有一帶正電的液滴 a 在電場(chǎng)力和重力作用下靜止,現(xiàn)從場(chǎng)中某點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的液滴 b ,當(dāng)它的運(yùn)動(dòng)方向變?yōu)樗椒较驎r(shí)恰與 a 相撞,撞后兩液滴合為一體,速度減小到原來的一半,并沿 x 軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知液滴 b 與 a 的質(zhì)量相等, b 所帶電荷量是 a 所帶電荷量的 2 倍,且相撞前 a 、 b 間的靜電力忽略不計(jì). (1) 求兩液滴相撞后共同運(yùn)動(dòng)的速度大?。? (2) 求液滴 b 開始下落時(shí)距液滴 a 的高度 h . ( 2) 對(duì) b ,從開始運(yùn)動(dòng)至與 a 相撞之前,由動(dòng)能定理有 W E + W G = Δ E k , 即 (2 qE + mg ) h =12m v 20 ③ a 、 b 碰撞后速度減半,即 v =v 02, 則 v 0 = 2 v =2 EB 再代入 ③ 式得 h =m v 204 qE + 2 mg=v 206 g=2 E23 gB2 課堂探究 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 題組扣點(diǎn) 課堂探究 學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng) 高考模擬 37.帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)模型問題 模型概述 帶電粒子在組
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