陜西省商南縣高級中學高中物理帶電粒子在復合場中的運動壓軸題易錯題-在線瀏覽
2025-04-05 04:13本頁面
【正文】 求出半徑，根據(jù)牛頓定律求出B0．找出軌跡的圓心角，求出時間；（2）由幾何知識求出高度差；（3）當粒子在區(qū)域Ⅱ中軌跡恰好與右側(cè)邊界相切時，粒子恰能返回Ⅰ區(qū)，由幾何知識求出半徑，由牛頓定律求出B2滿足的條件；（4）由幾何知識分析LL2與半徑的關(guān)系，再牛頓定律研究關(guān)系式．4．如圖甲所示，在直角坐標系中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，右側(cè)有以點（2L，0）為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域，與x軸的交點分別為M、N，在xOy平面內(nèi)，從電離室產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電荷量為e的電子以幾乎為零的初速度從P點飄入電勢差為U的加速電場中，加速后經(jīng)過右側(cè)極板上的小孔Q點沿x軸正方向進入勻強電場，已知O、Q兩點之間的距離為，飛出電場后從M點進入圓形區(qū)域，不考慮電子所受的重力。【來源】【省級聯(lián)考】吉林省名校2019屆高三下學期第一次聯(lián)合模擬考試物理試題【答案】（1），設vM的方向與x軸的夾角為θ，θ＝45176。（2）如圖甲所示，電子從M點到A點，做勻速圓周運動，因O2M＝O2A，O1M＝O1A，且O2A∥MO1，所以四邊形MO1AO2為菱形，即R＝L由洛倫茲力提供向心力可得：即。根據(jù)幾何知識，在磁場變化的半個周期內(nèi)，電子在x軸方向上的位移恰好等于軌道半徑，即因電子在磁場中的運動具有周期性，如圖丙所示，電子到達N點且速度符合要求的空間條件為：（n＝1，2，3，…）電子在磁場中做圓周運動的軌道半徑解得：（n＝1，2，3，…）電子在磁場變化的半個周期內(nèi)恰好轉(zhuǎn)過圓周，同時在MN間的運動時間是磁場變化周期的整數(shù)倍時，可使粒子到達N點且速度滿足題設要求，應滿足的時間條件是又則T的表達式為（n＝1，2，3，…）。在第一、四象限內(nèi)有一個半徑為R的圓，圓心坐標為（R，0），圓內(nèi)有方向垂直于xoy平面向里的勻強磁場。求：（1）帶電粒子的比荷；（2）圓內(nèi)磁場的磁感應強度B的大??；（3）帶電粒子從P點進入電場到從Q點射出磁場的總時間。一比荷=5108C/kg的粒子，從點P(－6cm，0)進入電場，初速度v0=8106m/s，方向沿y軸正方向，一段時間后經(jīng)點Q(0，16cm)進入磁場。【來源】【全國百強?！亢颖笔『馑袑W2019屆高三統(tǒng)一聯(lián)合考試理科綜合試題（物理部分)【答案】(1) (2) 【解析】【分析】（1）粒子從P運動到Q做類平拋運動，利用平拋運動的知識求解；（2）進入磁場做圓周運動，正確地畫出軌跡，找好相應的幾何關(guān)系。．（忽略粒子所受重力）（1）求偏轉(zhuǎn)電場場強E0的大小以及HM與MN的夾角φ；（2）求質(zhì)量為m的離子在磁場中做圓周運動的半徑；（3）若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點S1處，質(zhì)量為16m的離子打在S2處．求S1和S2之間的距離以及能打在NQ上的正離子的質(zhì)量范圍．【來源】2009高考重慶理綜【答案】（1）；45176。；（2）正離子進入磁場時的速度大小為V2＝，解得正離子在勻強磁場中作勻速圓周運動，由洛侖茲力提供向心力，qV2B＝，解得離子在磁場中做圓周運動的半徑R＝2；（3）根據(jù)R＝2可知，質(zhì)量為4m的離子在磁場中的運動打在S1，運動半徑為R1＝2，質(zhì)量為16m的離子在磁場中的運動打在S2，運動半徑為R2＝2，又ON＝R2－R1，由幾何關(guān)系可知S1和S2之間的距離ΔS＝－R1，聯(lián)立解得ΔS＝4(－)；由R′2＝(2 R1)2+( R′－R1)2解得R′＝R1，再根據(jù)R1＜R＜R1，解得m＜mx＜25m．9．如圖所示，半徑為r的圓形勻強磁場區(qū)域Ⅰ與x軸相切于坐標系的原點O，磁感應強度為B0，方向垂直于紙面向外．磁場區(qū)域Ⅰ右側(cè)有一長方體加速管，加速管底面寬度為2r，軸線與x軸平行且過磁場區(qū)域Ⅰ的圓心，左側(cè)的電勢比右側(cè)高．在加速管出口下側(cè)距離2r處放置一寬度為2r的熒光屏．加速管右側(cè)存在方向垂直于紙面向外磁感應強度也為B0的勻強磁場區(qū)域Ⅱ．在O點處有一個粒子源，能沿紙面向y0的各個方向均勻地發(fā)射大量質(zhì)量為m、帶電荷量為q且速率相同的粒子，其中沿y軸正方向射入磁場的粒子，恰能沿軸線進入長方形加速管并
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