高考物理帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題經(jīng)典含解析-閱讀頁
2025-04-05 04:30本頁面
【正文】 分速度；所以帶電質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)進(jìn)入虛線MN右側(cè)區(qū)域后運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度；3．如圖所示，坐標(biāo)原點(diǎn)O左側(cè)2m處有一粒子源，粒子源中，有帶正電的粒子(比荷為=1010C/kg)由靜止進(jìn)人電壓U= 800V的加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)右側(cè)有以O(shè)1點(diǎn)為圓心、r=，內(nèi)部存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=10－3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O，右端與一個(gè)足夠大的熒光屏MN相切于x軸上的A點(diǎn)，粒子重力不計(jì)。高考物理帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題經(jīng)典含解析一、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)訓(xùn)練1．如圖所示，在兩塊水平金屬極板間加有電 壓U構(gòu)成偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，一束比荷為的帶正電的粒子流（重力不計(jì)），以速度vo=104m/s沿 水平方向從金屬極板正中間射入兩板．粒子經(jīng)電 場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入一具有理想邊界的半圓形變化磁場(chǎng) 區(qū)域，O為圓心，區(qū)域直徑AB長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1m， AB與水平方向成45176。角．區(qū)域內(nèi)有按如圖所示規(guī) 律作周期性變化的磁場(chǎng)，已知B0=0. 5T，磁場(chǎng)方向 以垂直于紙面向外為正．粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后，恰好從下極板邊緣O點(diǎn)與水平方向成45176。(1)求粒子打到熒光屏上的位置到A點(diǎn)的距離；(2)若撤去磁場(chǎng)在熒光屏左側(cè)某區(qū)域加豎直向上勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)左右寬度為2r，場(chǎng)強(qiáng)大小E=103V/m，粒子仍打在熒光屏的同一位置，求電場(chǎng)右邊界到屏幕MN的距離。4．如圖所示，在豎直面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)水平直徑上有一點(diǎn)P，P到圓心O的距離為，在P點(diǎn)處有一個(gè)發(fā)射正離子的裝置，能連續(xù)不斷地向豎直平面內(nèi)的各方向均勻地發(fā)射出速率不同的正離子. 已知離子的質(zhì)量均為m，電荷量均為q，不計(jì)離子重力及離子間相互作用力，求：（1）若所有離子均不能射出圓形磁場(chǎng)區(qū)域，求離子的速率取值范圍；（2）若離子速率大小，則離子可以經(jīng)過的磁場(chǎng)的區(qū)域的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差是多少。角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，在電場(chǎng)中有一點(diǎn)P，P點(diǎn)到邊界MN的豎直距離為d。求：（1）粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小；（2）粒子第一次出磁場(chǎng)處到第二次進(jìn)磁場(chǎng)處的距離；（3）若粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后的某時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小突然變?yōu)椋较虿蛔?，此后粒子恰好被束縛在該磁場(chǎng)中，則的最小值為多少？【答案】（1）（2）（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v，由動(dòng)能定理可得，解得（2）粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，粒子第一次出磁場(chǎng)到第二次進(jìn)磁場(chǎng)，兩點(diǎn)間距為由類平拋規(guī)律，由幾何知識(shí)可得x=y，解得兩點(diǎn)間的距離為，代入數(shù)據(jù)可得（3）由可得，即由題意可知，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)處改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑又最大值，即最小，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線圓所示。一群質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電的粒子從磁場(chǎng)的左側(cè)以與極板平行的相同速度射入磁場(chǎng)。計(jì)算這種粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，同時(shí)放出質(zhì)量可視為零的反中微子。在P點(diǎn)下方放置有長(zhǎng)度以O(shè)為中點(diǎn)的探測(cè)板，P點(diǎn)離探測(cè)板的垂直距離為a。已知電子質(zhì)量，中子質(zhì)量，質(zhì)子質(zhì)量（c為光速，不考慮粒子之間的相互作用）。（1）寫出中子衰變的核反應(yīng)式，求電子和反中微子的總動(dòng)能（以為能量單位）；（2）當(dāng)，時(shí)，求計(jì)數(shù)率；（3）若取不同的值，可通過調(diào)節(jié)的大小獲得與（2）問中同樣的計(jì)數(shù)率，求與的關(guān)系并給出的范圍。一質(zhì)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(diǎn)（AP=d）射入磁場(chǎng)（不計(jì)重力影響）。（2）如果粒子經(jīng)紙面內(nèi)Q點(diǎn)從磁場(chǎng)中射出，出射方向與半圓在Q點(diǎn)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(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，故圓弧軌道的圓心在AP上，AP是直徑。由幾何關(guān)系得：∠OQO’=③而 OO’=R’－,＝d－R所以O(shè)O’= R’+R－d ④由余弦定理得：⑤由⑤式解得：⑥設(shè)入射粒子的速度為v2，由⑦由⑦式解得：⑧考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).15．如圖所示，虛線OL與y軸的夾角為θ＝60176。時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為當(dāng)α=90176。或α=90176。) （1分）解得h=(1)R（α=30176。） （2分）當(dāng)α=30176。時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（2分）【考點(diǎn)定位】考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)知識(shí)．
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