黑龍江省安達(dá)市育才高中高中物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)壓軸題易錯(cuò)題-展示頁(yè)
2025-04-02 23:20本頁(yè)面
【正文】 大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，正方形abcd的中心坐標(biāo)為（3L，0），且ab邊與x軸平行，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。?）求電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)；（2）若要使電子在磁場(chǎng)中從ab邊射出，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件．【來(lái)源】【全國(guó)市級(jí)聯(lián)考】河北省邯鄲市2018屆高三第一次模擬考試?yán)砭C物理試題【答案】（1）（2L，0）（2）≤B＜ 【解析】試題分析：電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，分別列出豎直和水平方向的方程，即可求出電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)；電子從ab邊界射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡的臨界狀態(tài)分別與ab相切和bc相切，根據(jù)幾何關(guān)系求出相應(yīng)半徑，由洛倫茲力提供向心力即可求出強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B滿足的條件．（1）電子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示：則有：豎直方向有：加速度為： 水平方方向?yàn)椋贺Q直速度：vy＝at1 解得：y1＝ vy＝v0 所以電子射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與x軸成45176。兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，半徑均為R，圓心O、O′在質(zhì)子束的入射方向上，其連線與質(zhì)子入射方向垂直且距離為H=R；整個(gè)裝置處于真空中，忽略粒子間的相互作用及相對(duì)論效應(yīng)。角．當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)中坐標(biāo)為（3L，L）的 P 點(diǎn)處時(shí)速度大小為 v0，方向與 x 軸正方向相同．求：（1）粒子從 O 點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí)的速度 v；（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) E0 和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0．（3）粒子從 O 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 P 點(diǎn)所用的時(shí)間．【來(lái)源】海南省海口市海南中學(xué)20182019學(xué)年高三第十次月考物理試題【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】解：(1)若粒子第一次在電場(chǎng)中到達(dá)最高點(diǎn)，則其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，粒子在 點(diǎn)時(shí)的速度大小為，段為圓周，段為拋物線，根據(jù)對(duì)稱性可知，粒子在點(diǎn)時(shí)的速度大小也為，方向與軸正方向成角，可得：解得： (2)在粒子從運(yùn)動(dòng)到的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：解得：又在勻強(qiáng)電場(chǎng)由到的過(guò)程中，水平方向的位移為：豎直方向的位移為： 可得：，由，故粒子在段圓周運(yùn)動(dòng)的半徑： 及解得： (3)在點(diǎn)時(shí)， 設(shè)粒子從由到所用時(shí)間為，在豎直方向上有：粒子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到所用的時(shí)間為：則粒子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)所用的時(shí)間為：總4．歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)是現(xiàn)在世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一種將質(zhì)子加速對(duì)撞的高能物理設(shè)備，其原理可簡(jiǎn)化如下：兩束橫截面積極小，長(zhǎng)度為l0質(zhì)子束以初速度v0同時(shí)從左、右兩側(cè)入口射入加速電場(chǎng)，出來(lái)后經(jīng)過(guò)相同的一段距離射入垂直紙面的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域并被偏轉(zhuǎn)，最后兩質(zhì)子束發(fā)生相碰。 得： ②將②帶入①得（3）圖像結(jié)合輕桿運(yùn)動(dòng)可知，0t0內(nèi)，輕桿向一側(cè)運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)點(diǎn)又返回至原點(diǎn)，則輕桿的運(yùn)動(dòng)周期為T=2t0所以，頻率為:【來(lái)源】2014年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試物理（山東卷帶解析)【答案】（1）（2） （3） 或【解析】【分析】【詳解】（1）設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，由牛頓第二定律得 ……①據(jù)題意由幾何關(guān)系得 ……②聯(lián)立①②式得 ……③（2）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，加速度大小為，由圓周運(yùn)動(dòng)公式得 ……④據(jù)題意由幾何關(guān)系得 ……⑤聯(lián)立④⑤式得 ……⑥（3）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，周期為，由圓周運(yùn)動(dòng)公式得……⑦由牛頓第二定律得 ……⑧由題意知 ，代入⑧式得 ……⑨
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