高中物理帶電粒子在磁場中的運動(一)解題方法和技巧及練習題含解析-閱讀頁
2025-04-05 04:39本頁面
【正文】 粒子a經(jīng)過時間： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得：當，時，有最短時間：②設粒子b軌跡與小圓相切于P點，如果a粒子在射出小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得： ab不能相遇③如果a粒子在射入小圓時與b粒子在P點相遇則有： n=1，2，3…粒子b經(jīng)過時間： k=1，2，3…時，解得：ab不能相遇a、b兩粒子從O點出發(fā)到在x軸相遇所經(jīng)過的最短時間為9．如圖所示的xOy坐標系中，Y軸右側空間存在范圍足夠大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于xOy平面向外．2兩點的坐標分別為(0，L)、(0，－L)，坐標為(－L，0)處的C點固定一平行于y軸放置的絕緣彈性擋板，C為擋板中點．帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后，沿y軸方向分速度不變，沿x軸方向分速度反向，大小不變．現(xiàn)有質量為m，電量為+q的粒子，在P點沿PQ1方向進入磁場，α=30176。=L…（1）粒子磁場中做勻速圓周運動，有：…（2）解得：…（3）（2）由題意畫出粒子運動軌跡如圖乙所示，設其與x軸交點為M，橫坐標為xM，由幾何關系知：2R2cos30176?！?）則M點坐標為（）…（6）（3）由題意畫出粒子運動軌跡如圖丙所示，粒子在磁場中做圓周運動的半徑大小為R3，偏轉一次后在y負方向偏移量為△y1，由幾何關系得：△y1=2R3cos30176。在ad邊中點O的粒子源，在t=0時刻垂直于磁場發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與Od的夾角分布在0～180176。已知沿Od方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場，ab=1．5L，bc=，粒子在磁場中做圓周運動的半徑R=L，不計粒子的重力和粒子間的相互作用，求：（1）粒子在磁場中的運動周期T ；（2）粒子的比荷q／m；（3）粒子在磁場中運動的最長時間?！窘馕觥吭囶}解析：（1）（4分）初速度沿Od方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的軌跡如圖1，其圓心為θ，由幾何關系有： 所以：θ＝60176。粒子在磁場中運動的最長時間考點：帶電粒子在磁場中的運動，牛頓第二定律。 （2）①，②【解析】試題分析：（1）電子在MN間只受電場力作用，從金屬板的右側下邊沿射出，有（1分）（1分）（1分）（1分）解得（1分）速度偏向角（1分）（1分）（2）電子恰能（或恰不能）打在熒光屏上，有磁感應強度的臨界值，此時電子在磁場中作圓周運動的半徑為R（2分）又有（2分）由⑦⑧解得：（1分）磁感應強度越大，電子越不能穿出磁場，所以取磁感應強度時電子能打在熒光屏上（得不扣分）． （1分）如圖所示，電子在磁感應強度為時，打在熒光屏的最高處，由對稱性可知，電子在磁場右側的出射時速度方向與進入磁場的方向相同，即． （1分）出射點位置到SO連線的垂直距離（1分）電子移開磁場后做勻速直線運動，則電子打在熒光屏的位置坐標（1分）解得（1分）當磁場的磁感應強度為零時，電子離開電場后做直線運動，打在熒光屏的最低點，其坐標為（1分）電子穿出磁場后打在熒光民屏上的位置坐標范圍為：到（2分）考點：帶電粒子在磁場中受力運動．13．如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑。不計粒子的重力。中子衰變后轉化成質子和電子，同時放出質量可視為零的反中微子。在P點下方放置有長度以O為中點的探測板，P點離探測板的垂直距離為a。已知電子質量，中子質量，質子質量（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式，求電子和反中微子的總動能（以為能量單位）；（2）當，時，求計數(shù)率；（3）若取不同的值，可通過調節(jié)的大小獲得與（2）問中同樣的計數(shù)率，求與的關系并給出的范圍。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(nèi)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）。【答案】1）（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.
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