高考物理 100考點(diǎn)千題精練 專題9.6 圓形邊界磁場(chǎng)問(wèn)題
《高考物理 100考點(diǎn)千題精練 專題9.6 圓形邊界磁場(chǎng)問(wèn)題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理 100考點(diǎn)千題精練 專題9.6 圓形邊界磁場(chǎng)問(wèn)題(19頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 專題9.6 圓形邊界磁場(chǎng)問(wèn)題 一.選擇題 1(2018金考卷).如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,以(r,0)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在y>r的足夠大的區(qū)域內(nèi),存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在xOy平面內(nèi),從O點(diǎn)以相同速率、沿不同方向向第一象限發(fā)射質(zhì)子,且質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑也為r。不計(jì)質(zhì)子所受重力及質(zhì)子間的相互作用力。則質(zhì)子 A.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程均相等 B.最終離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向均沿x軸正方向 C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間均相等 D.從進(jìn)入磁場(chǎng)到最后離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程的總路程均相等 【參考答案】AC 【命題意圖】本題考查帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和
2、在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】根據(jù)題述圓形磁場(chǎng)的半徑與質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑相同,從O點(diǎn)以相同的速率沿不同方向向第一象限發(fā)射質(zhì)子,質(zhì)子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后以相同的速率平行于y軸射出做減速運(yùn)動(dòng),速度減小到零后反向加速后進(jìn)入磁場(chǎng),根據(jù)動(dòng)能定理,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程均相等,選項(xiàng)A正確;通過(guò)分析可知,質(zhì)子最終離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向均與原來(lái)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于帶電粒子在磁場(chǎng)中兩次運(yùn)動(dòng)軌跡雖然不同,但是兩次軌跡所對(duì)的圓心角之和相同,兩次運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度之和相等,所以帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間相等,選項(xiàng)C正確;帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等,由于磁場(chǎng)區(qū)域
3、與電場(chǎng)區(qū)域之間有非場(chǎng)區(qū),所以質(zhì)子從進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域到離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中的總路程不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.(2018云南昭通五校聯(lián)考)如圖,在半徑為R=mv0/qB的圓形區(qū)域內(nèi)有水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板MN.帶正電粒子從圓弧頂點(diǎn)P以速率v0平行于紙面進(jìn)入磁場(chǎng),已知粒子質(zhì)量為m,電量為q,粒子重力不計(jì).若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入,則下列說(shuō)法中正確的是( ) A. 粒子一定沿半徑方向射出 B. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 πm/2qB C. 若粒子速率變?yōu)?v0,穿出磁場(chǎng)后一定垂直打到感光板MN上 D. 粒子以速度v0從P點(diǎn)以任意方向射入磁場(chǎng),離開(kāi)磁場(chǎng)后一
4、定垂直打在感光板MN上 【參考答案】ABD 軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為故運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t=T/4,T=, 所以t=πm/2qB,B正確; 若粒子速率變?yōu)?v0,則軌道半徑變?yōu)?R,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖: 故不是垂直打到感光板MN上,故C錯(cuò)誤; 當(dāng)帶電粒子以v0射入時(shí),帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌道半徑為R. 設(shè)粒子射入方向與PO方向夾角為θ,帶電粒子從區(qū)域邊界S射出,帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示. 因PO3=O3S=PO=SO=R所以四邊形POSO3為菱形,由圖可知:PO∥O3S,v3⊥SO3,因此,帶電粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的方向?yàn)樗椒较?,與入射的方向無(wú)關(guān).故D正確;故選:ABD. 3.如圖所
5、示,在一個(gè)圓環(huán)內(nèi)的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)未畫(huà)出),圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并在環(huán)上開(kāi)有一個(gè)小缺口,一帶正電的粒子從小缺口沿直徑方向進(jìn)入圓環(huán)內(nèi)部,且與圓環(huán)沒(méi)有發(fā)生碰撞,最后從小缺口處離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域,已知粒子的比荷為k,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓環(huán)的半徑為R,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為,不計(jì)粒子的重力,則圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度 A. kB B. 3kB C. 5kB D. 7kB 【參考答案】AC 【名師解析】粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故,粒子將圓環(huán)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)四分之一周期離開(kāi)磁場(chǎng),粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,在這段時(shí)間內(nèi),圓環(huán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 ,根據(jù)可得,故AC正確,BD錯(cuò)誤; 故
6、選AC。 【點(diǎn)睛】粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力,解得運(yùn)動(dòng)半徑,粒子將圓環(huán)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)四分之一周期離開(kāi)磁場(chǎng),根據(jù)粒子的時(shí)間等于圓環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間求解。 4.如圖,虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn),大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過(guò)P點(diǎn),在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng),若粒子射入的速率為v1,這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上;若粒子射入速率為v2,相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上,不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用,則v2:v1為( ?。? A. :2 B. :1 C. :1 D. 3: 【參考答案】C
7、 【名師解析】設(shè)圓形區(qū)域磁場(chǎng)的半徑為r,當(dāng)速度大小為v1時(shí),從P點(diǎn)入射的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為M(圖甲)時(shí),由題意知∠POM=60°,由幾何關(guān)系得軌跡圓半徑為R1=r/2; 從P點(diǎn)入射的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為N(圖乙),由題意知∠PON=120°,由幾何關(guān)系得軌跡圓的半徑為R2= r; 根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力可知: 解得:v= 故速度與半徑成正比,因此v2:v1=R2:R1=:1 故C正確,ABD錯(cuò)誤。 故選:C. 點(diǎn)睛:據(jù)題意畫(huà)出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,找出臨界條件角度關(guān)系,利用幾何關(guān)系分別表示出圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,再由洛倫茲力充當(dāng)向心力,即可求得速度之
8、比. 5.(2016安徽江南十校聯(lián)考)如圖,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。M為磁場(chǎng)邊界上一點(diǎn),有無(wú)數(shù)個(gè)帶電量為q、質(zhì)量為m的相同粒子(不計(jì)重力)在紙面內(nèi)向各個(gè)方向以相同的速率通過(guò)M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段圓弧上,這段圓弧的弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的。下列說(shuō)法正確的是 A.粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率為 B.粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率為 C.若將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小增加到,則粒子射出邊界的圓弧長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái) D.若將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小增加到,則粒子射出邊界的圓弧長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái) 【參考答案】BD 6.如圖所示,半徑為R的圓是一圓柱形勻強(qiáng)
9、磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面(紙面),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,射入點(diǎn)與ab的距離為,已知粒子射出磁場(chǎng)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角為60,則粒子的速率為(不計(jì)重力)( ) A. B. C. D. 【參考答案】B 7..如圖所示,空間存在一個(gè)半徑為R0的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.有一個(gè)粒子源在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以一定速率發(fā)射大量粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q.將粒子源置于圓心,則所有粒子剛好都不離開(kāi)磁場(chǎng),不考慮粒子之
10、間的相互作用.由此可知( ) A. 帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定是R0 B.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率一定是 C.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一定是 D.帶電粒子的動(dòng)能一定是 【參考答案】BD 二.計(jì)算題 25.(18分)(2018湖北華大新高考聯(lián)盟測(cè)評(píng))在xOy平面內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T,其中有一半徑為R=0.lm的無(wú)磁場(chǎng)圓形區(qū)域,圓心在原點(diǎn)O(0,0),如圖所示。位于直線:x=一0.3m上的粒子源可以沿直線移動(dòng),且沿x軸正向發(fā)射質(zhì)量m=1.010-14kg、電荷量q=一1.010-6C、速率v=4.0105
11、m/s的粒子,忽略粒子間的相互作用,不計(jì)粒子的重力。 (1)求從粒子源發(fā)射的粒子運(yùn)動(dòng)到圓形區(qū)域所用的最短時(shí)間。 (2)在直線x=-0.3m上什么范圍內(nèi)發(fā)射的粒子才能進(jìn)人圓形區(qū)域? (3)若在直線x=-0.3m處放置一足夠長(zhǎng)的熒光屏,將上述粒子源放在原點(diǎn)O,僅改變發(fā)射粒子的速度方向,求粒子能打中熒光屏最高點(diǎn)的縱坐標(biāo)ym。 【參考答案】 (1) (2)0≤y≤0.8m (3)0.4m 【名師解析】(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,由牛頓第二定律 (2分) 解得r=0.4m(1分) 如圖1所示,經(jīng)過(guò)(-0.1m,0)的粒子進(jìn)入圓形區(qū)域的時(shí)間最短,由幾何關(guān)系得
12、 (1分) 由圓周運(yùn)動(dòng)公式 (1分) (1分) 聯(lián)立解得: (或0.5210-6s)(2分) (2)如圖2所示,在A1點(diǎn)發(fā)射的粒子恰好能進(jìn)人圓形區(qū)域。由幾何關(guān)系 ,A1M=A1O1+O1M 解得:A1M=0.8m(2分) (3)如圖3所示,粒子從原點(diǎn)O(0,0)發(fā)射,初速度方向與x軸負(fù)方向成q角,軌跡與熒光屏相切與D點(diǎn)(一0.3,y)。由幾何關(guān)系 (1分) 解得:q=2arcsin(1分) 而(1分) 解得:ym=0.4m 2.如圖所示,空間存在一個(gè)半徑為R0的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.有一個(gè)粒子源在紙面內(nèi)沿各個(gè)方
13、向以一定速率發(fā)射大量粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q.將粒子源置于圓心,則所有粒子剛好都不離開(kāi)磁場(chǎng),不考慮粒子之間的相互作用. (1)求帶電粒子的速率. (2)若粒子源可置于磁場(chǎng)中任意位置,且磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)锽,求粒子在磁場(chǎng)中最長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t. (3)若原磁場(chǎng)不變,再疊加另一個(gè)半徑為R1(R1>R0)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B/2,方向垂直于紙面向外,兩磁場(chǎng)區(qū)域成同心圓,此時(shí)該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心,求R1的最小值和粒子運(yùn)動(dòng)的周期T. (2)磁場(chǎng)的大小變?yōu)锽1=B后,設(shè)粒子的軌道半徑為r1,由qvB1=m , 解得:r1==R0。 根
14、據(jù)幾何關(guān)系可以得到,當(dāng)弦最長(zhǎng)時(shí),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng),弦為2R0時(shí)最長(zhǎng),圓心角90=π/2, 粒子在磁場(chǎng)中最長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=, 解得:t=。 根據(jù)對(duì)稱性,畫(huà)出帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡圖,粒子運(yùn)動(dòng)根據(jù)的半徑為R0。 由幾何關(guān)系可得R1的最小值為( +1)R0 粒子運(yùn)動(dòng)周期T=2=。 【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于帶電粒子能夠回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn),則其運(yùn)動(dòng)軌跡在空間上一定具有對(duì)稱性。 3.如圖所示,xOy平面內(nèi)有一半徑為R的圓形區(qū)域,其內(nèi)存在垂直xOy平面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓的最低點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合,MN是與y軸相距的R平行直線。從坐標(biāo)原點(diǎn)O向圓形區(qū)域內(nèi)垂直磁場(chǎng)射入比荷為的帶正電的粒子,不考慮粒
15、子的重力及相互作用力。 (1)當(dāng)粒子的速度大小為v1=,方向與x軸的負(fù)方向成60角時(shí),求該粒子經(jīng)過(guò)MN直線時(shí)位置坐標(biāo); (2)在MN的右側(cè)0≤y≤2R的范圍內(nèi)加一沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),a、b兩個(gè)粒子均以大小v2=的速度、方向分別與x軸負(fù)方向和正方向均成30角從O點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng),隨后兩粒子進(jìn)入電場(chǎng),兩粒子離開(kāi)電場(chǎng)后將再次返回磁場(chǎng)。求兩粒子第一次到達(dá)直線MN的時(shí)間差△t1和第二次離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的時(shí)間差△t2。 【參考答案】(1) (2), (2)設(shè)粒子速度大小為v2時(shí)在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2,根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得:qv2B=m又因?yàn)椋簐2=可得:r2
16、=R設(shè)磁場(chǎng)區(qū)圓心為O3,b粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O2,如圖所示, 它從Q點(diǎn)射出磁場(chǎng),根據(jù)幾何關(guān)系可知OO2QO3為菱形,即OO3∥QO2,與粒子從O點(diǎn)射入時(shí)的速度方向無(wú)關(guān),可知a、b兩粒子射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向均沿x軸正常向,兩粒子進(jìn)入電場(chǎng)后先做勻減速運(yùn)動(dòng),再反向做勻加速運(yùn)動(dòng),仍以大小為v2的速度返回磁場(chǎng),根據(jù)對(duì)稱性知,兩粒子均經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的最高點(diǎn)A, 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:T= 第一次射出磁場(chǎng)時(shí),b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間:tb=T a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間:ta=T,兩粒子第一次射出磁場(chǎng)后,運(yùn)動(dòng)相同的距離到達(dá)直線MN,故△t1=ta-tb= 兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,
17、返回磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),由對(duì)稱性可知,a粒子返回磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T(mén),b粒子返回磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T(mén),故兩粒子同時(shí)到達(dá)A點(diǎn),從A點(diǎn)第二次離開(kāi)磁場(chǎng),故△t2=0 點(diǎn)睛:(1)利用洛倫茲力提供向心力結(jié)合題給速度大小再結(jié)合幾何關(guān)系,聯(lián)立即可求出該粒子經(jīng)過(guò)MN直線時(shí)位置坐標(biāo); (2)畫(huà)出粒子軌跡過(guò)程圖,利用幾何關(guān)系結(jié)合粒子周期以及粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角,求解粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,再比較分析時(shí)間即可求出兩粒子第一次到達(dá)直線MN的時(shí)間差△t1和第二次離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的時(shí)間差△t2。 4.(2016石家莊二模)如圖所示,以O(shè)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直圓面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一粒子源位于圓周上的
18、M點(diǎn),可向磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)垂直磁場(chǎng)沿各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子,不計(jì)粒子重力,N為圓周上另一點(diǎn),半徑OM和ON間的夾角θ,且滿足tan=0.5。 (1)若某一粒子以速率v1=,沿與MO成60角斜向上方向射入磁場(chǎng),求此粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間; (2)若某一粒子以速率v2,沿MO方向射人磁場(chǎng),恰能從N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),求此粒子的速率移v2; (3)若由M點(diǎn)射人磁場(chǎng)各個(gè)方向的所有粒子速率均為v2,求磁場(chǎng)中有粒子通過(guò)的區(qū)域面積。 粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t==. S1==,S2=,S3=- , 則:S= S1+ S2+ S3=-。 5. 如圖所示,半徑為R的圓形
19、區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于紙面向里,一帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)沿水平方向以速度v正對(duì)圓心入射,通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后速度方向偏轉(zhuǎn)了60。 (1)求粒子的比荷及粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。 (2)如果想使粒子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后速度方向的偏轉(zhuǎn)角度最大,在保持原入射速度的基礎(chǔ)上,需將粒子的入射點(diǎn)沿圓弧向上平移的距離d為多少? (2)當(dāng)粒子的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的連線是磁場(chǎng)圓的直徑時(shí),粒子速度偏轉(zhuǎn)的角度最大。 由圖可知sin θ= ⑦ 平移距離d=Rsin θ⑧ 由①⑦⑧式得d=R 答案 (1) (2)R 6.(19分)(2016湖南十三校聯(lián)考)如圖所示,在半
20、徑為R,圓心在(0,0)的圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),加有方向垂直紙面向外、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電粒子(不計(jì)重力),以某一速度從O點(diǎn)沿y軸的正方向進(jìn)入磁場(chǎng),從圖中的A點(diǎn)射出。出射的方向與圓在A點(diǎn)的切線方向夾角為600。 如果再在x>R的BC區(qū)域加一寬度為2R的方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),讓在A點(diǎn)射出的帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)后,能恰好擊中x軸上的點(diǎn)C(坐標(biāo)為(0,3R))。求: (1)帶電粒子的初速度大小 (2)所加電場(chǎng)E的大小 【參考答案】(1)(2) 【命題立意】本題旨在考查洛侖茲力作用的圓周運(yùn)動(dòng)、電場(chǎng)中的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng) 【名師解析】(1)由于粒子在O點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng),故
21、圓弧軌道的圓心在X軸上,OP是直徑,設(shè)入射粒子的速度為v0,由洛倫茲力的表達(dá)式和牛頓第二定律得 為圓弧的圓心,由圖中角的幾何關(guān)系可得: , , 所以,所以R=r 豎直方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng): 擊中C點(diǎn)的時(shí)間: Y方向: 解得: 【舉一反三】帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少 ? 7. (2016江西模擬)如圖所示是半徑為R的一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的橫截面(紙面),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一電荷量為q(q>0),質(zhì)量為m的帶電粒子沿正對(duì)CO中點(diǎn)且垂直于CO方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,不計(jì)重力。 (1)若要使帶電粒子能夠從BD之間飛出磁場(chǎng),求射入磁
22、場(chǎng)時(shí)粒子的速度大小范圍; (2)若要使帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為其運(yùn)動(dòng)周期的1/4,求射入磁場(chǎng)時(shí)粒子的速度大小。 【名師解析】(1)如圖所示,帶電粒子以速度v1進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)D點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)軌跡一定經(jīng)過(guò)圓形O,O1為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心,位于圓周圓弧AD上。 sin∠EFO=1/2,∠EFO=30,可知△FOO1為等邊三角形,帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑r1=R, 由牛頓第二定律,qv1B=m 解得:v1=。 如圖所示,帶電粒子以速度v2進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn), O2為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心。 對(duì)直角三角形△AO2B,利用勾股定理, (r2-R/2)2+(R+Rcos3
23、0)2=r22,
解得:r2=(2+)R。
由牛頓第二定律,qv2B=m
解得:v2=(2+)。
射入磁場(chǎng)時(shí)粒子的速度大小范圍是:v1
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 110中國(guó)人民警察節(jié)(筑牢忠誠(chéng)警魂感受別樣警彩)
- 2025正字當(dāng)頭廉字入心爭(zhēng)當(dāng)公安隊(duì)伍鐵軍
- XX國(guó)企干部警示教育片觀后感筑牢信仰之基堅(jiān)守廉潔底線
- 2025做擔(dān)當(dāng)時(shí)代大任的中國(guó)青年P(guān)PT青年思想教育微黨課
- 2025新年工作部署會(huì)圍繞六個(gè)干字提要求
- XX地區(qū)中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 支部書(shū)記上黨課筑牢清廉信念為高質(zhì)量發(fā)展?fàn)I造風(fēng)清氣正的環(huán)境
- 冬季消防安全知識(shí)培訓(xùn)冬季用電防火安全
- 2025加強(qiáng)政治引領(lǐng)(政治引領(lǐng)是現(xiàn)代政黨的重要功能)
- 主播直播培訓(xùn)直播技巧與方法
- 2025六廉六進(jìn)持續(xù)涵養(yǎng)良好政治生態(tài)
- 員工職業(yè)生涯規(guī)劃方案制定個(gè)人職業(yè)生涯規(guī)劃
- 2024年XX地區(qū)黨建引領(lǐng)鄉(xiāng)村振興工作總結(jié)
- XX中小學(xué)期末考試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)(認(rèn)真復(fù)習(xí)輕松應(yīng)考)
- 幼兒園期末家長(zhǎng)會(huì)長(zhǎng)長(zhǎng)的路慢慢地走