《（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 微專題69 帶電粒子在組合場中的運(yùn)動（A）加練半小時（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 微專題69 帶電粒子在組合場中的運(yùn)動（A）加練半小時（含解析）（5頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、帶電粒子在組合場中的運(yùn)動
[方法點(diǎn)撥] (1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中一般做勻變速直線運(yùn)動或類平拋運(yùn)動；在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時一般做勻速圓周運(yùn)動.(2)明確各段運(yùn)動性質(zhì)，畫出運(yùn)動軌跡，特別注意各銜接點(diǎn)的速度方向、大小.
1.(2018·福建省龍巖市模擬)如圖1所示，在空間有xOy坐標(biāo)系，第三象限有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，第四象限有豎直向上的勻強(qiáng)電場.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，從A處沿與x軸負(fù)方向成60°角垂直射入勻強(qiáng)磁場中，結(jié)果離子正好從距O點(diǎn)為L的C處沿垂直電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，最后離子打在x軸上距O點(diǎn)2L的D處.不計離子重力，求：
圖1
(1)此離子在磁
2、場中做圓周運(yùn)動的半徑r；
(2)離子從A處運(yùn)動到D處所需的時間；
(3)電場強(qiáng)度E的大小.
2.(2018·四川省瀘州市一檢)如圖2所示，左側(cè)兩平行金屬板上、下水平放置，它們之間的電勢差為U、間距為L，其中有勻強(qiáng)磁場；右側(cè)為“梯形”勻強(qiáng)磁場區(qū)域ACDH，其中，AH∥CD, AH＝L.一束電荷量大小為q、質(zhì)量不等的帶電粒子(不計重力、可視為質(zhì)點(diǎn))，從小孔S1射入左側(cè)裝置，恰能沿水平直線從小孔S2射出，接著粒子垂直于AH、由AH的中點(diǎn)M射入“梯形”區(qū)域，最后全部從邊界AC射出.若兩個區(qū)域的磁場方向均垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，
3、“梯形”寬度MN＝L，忽略電場、磁場的邊緣效應(yīng)及粒子間的相互作用.(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)
圖2
(1)求出粒子速度的大小，判定粒子的電性；
(2)這束粒子中，粒子質(zhì)量最小值和最大值各是多少.
答案精析
1.(1) (2)＋ (3)
解析 (1)正離子運(yùn)動的軌跡如圖所示.
由幾何知識可得r＋rcos60°＝L，解得半徑r＝.
(2)洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qv0B＝m，解得離子在磁場中運(yùn)動的速度大小為v0＝，離子在磁場中的運(yùn)動的周期為T＝＝，根據(jù)軌跡得到離子在磁場中做圓周運(yùn)動的時間為t1＝T＝，離子從C運(yùn)動到D做類平拋運(yùn)動，水平
4、方向做勻速直線運(yùn)動，所需要的時間t2＝＝，故離子從A→C→D的總時間為t＝t1＋t2＝＋.
(3)在電場中，由類平拋運(yùn)動知識得L＝at22，a＝，電場強(qiáng)度的大小為E＝.
2.(1) 正電 (2)mmin＝ mmax＝
解析 (1)粒子全部從邊界AC射出，則粒子進(jìn)入“梯形”磁場時所受洛倫茲力豎直向上，由左手定則可知，粒子帶正電；
粒子在兩極板間做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件得：qvB＝q，解得：v＝；
(2)在“梯形”區(qū)域內(nèi)，粒子做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，
由牛頓第二定律得：qvB＝m，粒子軌道半徑：R＝.由R＝可知：當(dāng)粒子質(zhì)量有最小值時，R最小，粒子運(yùn)動軌跡恰與AC相切(見圖甲)；
當(dāng)粒子質(zhì)量有最大值時，R最大，粒子運(yùn)動軌跡恰過C點(diǎn)(見圖乙)，
甲圖中，由幾何關(guān)系得：＋R1＝L，解得：R1＝L，
乙圖中，NC＋＝L，解得R2＝NC＝L，
解得：mmin＝，mmax＝.
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（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 微專題69 帶電粒子在組合場中的運(yùn)動（A）加練半小時（含解析）
