高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運動壓軸題提高題專題含答案-展示頁
2025-04-02 21:09本頁面
【正文】 mv－m(v0)2r3＝r3＝a解得B1＝B0(3)對速度為0的離子qU＝mvr4＝＝a2r4＝離子打在x軸上的區(qū)間為[,3a]N＝N0＝N0對打在x＝2a處的離子qv3B1＝對打在x＝3a處的離子qv4B1＝打到x軸上的離子均勻分布，所以＝由動量定理－Ft＝－＋(－－m)解得F＝N0mv0．【名師點睛】初速度不同的粒子被同一加速電場加速后，進入磁場的速度也不同，做勻速圓周運動的半徑不同，轉(zhuǎn)半圈后打在x軸上的位置不同．分別求出最大和最小速度，從而求出最大半徑和最小半徑，也就知道打在x軸上的區(qū)間；，由半徑公式也就能求出磁感應(yīng)強度；取時間t=1s，分兩部分據(jù)動量定理求作用力．兩者之和就是探測板受到的作用力．4．如圖所示，以兩虛線為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場，寬度為，兩側(cè)為相同的勻強磁場，方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為、帶電量、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．已知粒子第二次在磁場中運動的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類推．求：（1）粒子第一次經(jīng)過電場的過程中電場力所做的功（2）粒子第次經(jīng)過電場時電場強度的大小（3）粒子第次經(jīng)過電場所用的時間（4）假設(shè)粒子在磁場中運動時，電場區(qū)域場強為零．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)刻度值）．【來源】河北省衡水中學(xué)滁州分校2018屆高三上學(xué)期全真模擬物理試題【答案】（1） （2）（3） （4）如圖；【解析】（1）根據(jù)，因為，所以，所以,（2）=，所以．（3），所以．(4)5．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軸平行的勻強電場，在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強磁場．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，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點射出的帶電微粒平行于x軸從C點進入有磁場區(qū)域，并從坐標(biāo)原點O沿y軸負方向離開，求電場強度和磁感應(yīng)強度的大小與方向．（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點進入磁場，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)電場強度大小為E，由：可得電場強度大?。悍较蜓貀軸正方向；帶電微粒進入磁場后受到重力、電場力和洛倫茲力的作用．由于電場力和重力相互抵消，它將做勻速圓周運動．如圖（a）所示：考慮到帶電微粒是從C點水平進入磁場，過O點后沿y軸負方向離開磁場，可得圓周運動半徑；設(shè)磁感應(yīng)強度大小為B，由：可得磁感應(yīng)強度大?。焊鶕?jù)左手定則可知方向垂直xOy平面向外；(2)從任一點P水平進入磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，如圖（b）所示，設(shè)P點與點的連線與y軸的夾角為，其圓周運動的圓心Q的坐標(biāo)為，圓周運動軌跡方程為：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
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