山西省汾陽市第二高級中學高中物理帶電粒子在磁場中的運動壓軸題易錯題-在線瀏覽
2025-04-01 03:12本頁面
【正文】 解得：2．如圖，圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域外存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向外，磁感應強度大小為B。P是圓外一點，OP=3r。己知粒子運動軌跡經(jīng)過圓心O，不計重力?！敬鸢浮?1)(2)【解析】【分析】本題考查在勻強磁場中的勻速圓周運動及其相關的知識點，意在考查考生靈活運用相關知識解決問題的的能力。設粒子在磁場中運動半徑為R，由幾何關系得：①易得：②（2）設進入磁場時速度的大小為v，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有③進入圓形區(qū)域，帶電粒子做勻速直線運動，則④聯(lián)立②③④解得3．如圖：豎直面內固定的絕緣軌道abc，由半徑R=3 m的光滑圓弧段bc與長l= m的粗糙水平段ab在b點相切而構成，O點是圓弧段的圓心，Oc與Ob的夾角θ=37176?！堞隆?47176。=，cos37176。時，物體Q剛好不從gh邊穿出磁場，求區(qū)域efgh內所加磁場的磁感應強度大小B1；(3)當區(qū)域efgh內所加磁場的磁感應強度為B2=2T時，要讓物體Q從gh邊穿出磁場且在磁場中運動的時間最長，求此最長時間t及對應的β值．【答案】(1) (2) (3),【解析】【詳解】解：(1)設碰撞前后的速度分別為和，碰后的速度為從到，對，由動能定理得：解得：碰撞過程中，對，系統(tǒng)：由動量守恒定律：取向左為正方向，由題意， 解得：點：對，由牛頓第二定律得：解得: (2)設在點的速度為，在到點，由機械能守恒定律： 解得：進入磁場后：所受電場力 ，在磁場做勻速率圓周運動由牛頓第二定律得：Q剛好不從邊穿出磁場，由幾何關系： 解得： (3)當所加磁場， 要讓從邊穿出磁場且在磁場中運動的時間最長，則在磁場中運動軌跡對應的圓心角最大，則當邊或邊與圓軌跡相切，軌跡如圖所示：設最大圓心角為，由幾何關系得：解得： 運動周期： 則在磁場中運動的最長時間：此時對應的和4．如圖所示，熒光屏與軸垂直放置，與軸相交于點，點的橫坐標，在第一象限軸和之間有沿軸負方向的勻強電場，電場強度，在第二象限有半徑的圓形磁場，磁感應強度，方向垂直平面向外．磁場的邊界和軸相切于點．在點有一個粒子源，可以向軸上方180176。一質量為m，帶有電量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圓直徑AD方向經(jīng)P點（AP=d）射入磁場（不計重力影響）。（2）如果粒子經(jīng)紙面內Q點從磁場中射出，出射方向與半圓在Q點切線的夾角為φ（如圖）?！敬鸢浮?）（2）【解析】試題分析：（1）由于粒子在P點垂直射入磁場，故圓弧軌道的圓心在AP上，AP是直徑。由幾何關系得：∠OQO’=③而 OO’=R’－,＝d－R所以OO’= R’+R－d ④由余弦定理得：⑤由⑤式解得：⑥設入射粒子的速度為v2，由⑦由⑦式解得：⑧考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動.8．如圖所示，在豎直平面內有一直角坐標系xOy，在直角坐標系中y軸和x＝L之間有沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E，在電場的右側以點(3L,0)為圓心、L為半徑的圓形區(qū)域內有垂直于坐標平面向里的勻強磁場，
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