【正文】
(1)小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運動,說明電場力和重力平衡(恒力不能充當(dāng)圓周運動的向心力),有 ① ②xyAOMNθv0θO/P重力的方向豎直向下,電場力方向只能向上,由于小球帶正電,所以電場強度方向豎直向上。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場,恰能做勻速圓周運動,從x軸上的N點第一次離開電場和磁場,MN之間的距離為L,小球過M點時的速度方向與x軸的方向夾角為。請畫出從粒子第一次射入磁場至第三次離開電場的過程中,電場強度隨時間變化的關(guān)系圖線(不要求寫出推導(dǎo)過程,不要求標(biāo)明坐標(biāo)明坐標(biāo)刻度值)。⑶粒子第n次經(jīng)過電場子所用的時間。求⑴粒子第一次經(jīng)過電場子的過程中電場力所做的功。一質(zhì)量為、帶電量+q、重力不計的帶電粒子,以初速度垂直邊界射入磁場做勻速圓周運動,后進入電場做勻加速運動,然后第二次進入磁場中運動,此后粒子在電場和磁場中交替運動。演變趨勢:對探究能力的考查正逐步由實驗題擴展到計算題,且多以對物理量的不確定性及運動的多樣性為考查重點。【考點】帶電粒子在勻強電場、勻強磁場中的運動命題特點:以帶電粒子在組合場中的運動為背景,以力學(xué)方法在電磁學(xué)中的應(yīng)用為考查重點,通過周期性變化的電場、磁場所導(dǎo)致的帶電粒子運動的多樣性,很好的體現(xiàn)了對探究能力的考查。(3)時刻進入兩極板的帶電粒子在磁場中運動時間最短。(2)時刻進入兩極板的帶電粒子,前時間在電場中偏轉(zhuǎn),后時間兩極板沒有電場,帶電粒子做勻速直線運動。很好的考查了考生綜合分析問題的能力和具體問題具體分析的能力,同時粒子運動的多樣性(不確定性)也體現(xiàn)了對探究能力的考查。xOBPQv0ll圖甲UPQtOU0U0t02t03t0圖乙點評:本題命題點仍為帶電粒子在周期性變化的電場和分立的磁場中的運動問題。⑵求t0/2時刻進入兩板間的帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑。上述m、q、l、t0、B為已知量。在0~3t0時間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極邊緣的影響)。第一、四象限有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于Oxy平面向里。(3)粒子在板間運動的軌跡如圖2所示。在4t0~5t0時間內(nèi),粒子運動到正極板(如圖1所示)。設(shè)運動速度大小為v1,軌道半徑為R1,周期為T,則④⑤ 聯(lián)立④⑤式得⑥又⑦即粒子在t0~2t0時間內(nèi)恰好完成一個周期的圓周運動。(3)若板間電場強度E隨時間的變化仍如圖1所示,磁場的變化改為如圖3所示,試畫出粒子在板間運動的軌跡圖(不必寫計算過程)。(1)求粒子在0~t0時間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值。在t=0時刻由負極板釋放一個初速度為零的帶負電的粒子(不計重力)。請導(dǎo)出離子的全部飛行時間與比荷K(K=ne/m)的關(guān)系式。不計離子重力及進入a板時的初速度。如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價位的正離子,自a板小孔進入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達探測器。求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的 (1)速度的大?。?2)速度方向與y軸正方向夾角的正弦。坐標(biāo)原點0處有一個粒子源,在某時刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,它們的速度大小相同,速度方向均在xy平面內(nèi),與y軸正方向的夾角分布在0~范圍內(nèi)。從圖中的幾何關(guān)系可知?!窘馕觥浚?)帶電粒子在電場中做類平拋運動,在軸負方向上做初速度為零的勻加速運動,設(shè)加速度的大小為;在軸正方向上做勻速直線運動,設(shè)速度為,粒子從P點運動到Q點所用的時間為,進入磁場時速度方向與軸正方向的夾角為,則 ① ② ③其中。不計重力。粒子在磁場中的運動軌跡與y軸交于M點。半徑,得;φO