高考物理帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)技巧-閱讀訓(xùn)練策略及練習(xí)題(含答案)含解析-閱讀頁
2025-04-02 21:56本頁面
【正文】 。求:(1)C點(diǎn)的縱坐標(biāo)?！窘馕觥吭囶}分析：（1）設(shè)粒子到達(dá)擋板之前的速度為v0有動(dòng)能定理 （1分）粒子與擋板碰撞之后做類平拋運(yùn)動(dòng)在x軸方向 （1分）在y軸方向 （1分）聯(lián)立解得 C點(diǎn)的縱坐標(biāo)為 （1分）（2）粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的沿x軸方向的速度為 （1分） 沿y軸方向的速度為 （1分）此時(shí)粒子在C點(diǎn)的速度為 （1分）粒子的速度方向與x軸的夾角 （1分）磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為 （2分）根據(jù)牛頓第二定律 （1分）要是粒子再次打到擋板上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值為 （1分）（3）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2時(shí)，粒子做半徑為r2的圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)y軸上的O點(diǎn)，之后做直線運(yùn)動(dòng)打到板上， （2分）此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 （1分）此后粒子返回到O點(diǎn)，進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由對稱性可知粒子將到達(dá)D點(diǎn)，接著做直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)從A到板，有 （1分）在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 （1分）從O到板再返回O點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 （1分）從x軸上D點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為 （1分）總時(shí)間為 （1分）考點(diǎn)：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)，牛頓第二定律，平拋運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P（0，h）點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的a（2h，0）點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限，又經(jīng)過磁場從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第Ⅲ象限，且速度與y軸負(fù)方向成45176。求：（1）電場強(qiáng)度E的大?。唬?）粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；（3）abc區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有x=v0t=2h， qE=ma，聯(lián)立以上各式可得 ；（2）粒子達(dá)到a點(diǎn)時(shí)沿負(fù)y方向的分速度為vy=at=v0，所以 ，方向指向第IV象限與x軸正方和成45o角；（3）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有 ，當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，此時(shí)有 ，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值14．右圖中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為d，電壓為V；兩板之間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里，圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里．一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑EF方向射入磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的G點(diǎn)射出，已知弧所對應(yīng)的圓心角為．不計(jì)重力，求：（1）離子速度的大小；（2）離子的質(zhì)量．【答案】（1）（2）【解析】【分析】【詳解】試題分析：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡分析如圖所示（1）由題設(shè)知，離子在平行金屬板之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則①又②由①②式得③（2）在圓形磁場區(qū)域，離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．則④由幾何關(guān)系有⑤解得考點(diǎn)：帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)評：本題是速度選擇器和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的組合問題，可以列出帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力做向心力的表達(dá)式求解，根據(jù)幾何關(guān)系求半徑是解題關(guān)鍵．15．磁譜儀是測量能譜的重要儀器．磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源s發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，被限束光欄Q限制在的小角度內(nèi)，粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片P上．（重力影響不計(jì)）（1）若能量在E~E＋ΔE（ΔE0，且ΔEE）范圍內(nèi)的粒子均垂直于限束光欄的方向進(jìn)入磁場．試求這些粒子打在膠片上的范圍Δx1.（2）實(shí)際上，限束光欄有一定的寬度，粒子將在角內(nèi)進(jìn)入磁場．試求能量均為Ｅ的粒子打到感光膠片上的范圍Δx2【答案】見解析【解析】【詳解】（1）設(shè)粒子以速度v進(jìn)入磁場，打在膠片上的位置距s的距離為圓周運(yùn)動(dòng)粒子的動(dòng)能由以上三式可得所以化簡可得；（2）動(dòng)能為E的粒子沿角入射，軌道半徑相同，設(shè)為R，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)粒子的動(dòng)能由幾何關(guān)系得
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