（全國(guó)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（B）加練半小時(shí)（含解析）

《（全國(guó)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（B）加練半小時(shí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（B）加練半小時(shí)（含解析）（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1.如圖1所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)有MQ邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的矩形區(qū)域MNPQ，矩形區(qū)域內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E；在y≥0的區(qū)域內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，半徑為R的光滑絕緣空心半圓管ADO固定在坐標(biāo)平面內(nèi)，半圓管的一半處于電場(chǎng)中，圓心O1為MN的中點(diǎn)，直徑AO為垂直于水平虛線MN，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計(jì))從半圓管的O點(diǎn)由靜止釋放，進(jìn)入管內(nèi)后從A點(diǎn)穿出恰能在磁場(chǎng)中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng). 圖1 (1)該粒子帶哪種電荷？勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為多少？ (2)若粒子再次進(jìn)入矩形區(qū)域MNPQ時(shí)立即撤去磁場(chǎng)，此后粒子恰好從QP的

2、中點(diǎn)C離開(kāi)電場(chǎng).求矩形區(qū)域的MQ邊長(zhǎng)L與R的關(guān)系. (3)在滿足(2)的基礎(chǔ)上，求粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間. 2.(2018·河南省新鄉(xiāng)市一模)如圖2所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面的四個(gè)象限內(nèi)各有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域，其中在第二象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第一、三、四象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均相等.第一象限的x＜L、L＜y＜2L的區(qū)域內(nèi)，有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子從坐標(biāo)(L，)處以初速度v0沿x軸負(fù)方向射入電場(chǎng)，射出電場(chǎng)時(shí)通過(guò)坐標(biāo)(0，L)點(diǎn)，不計(jì)

3、粒子重力. 圖2 (1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。? (2)為使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后途經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O到達(dá)坐標(biāo)(－L,0)點(diǎn)，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； (3)求第(2)問(wèn)中粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從坐標(biāo)(－L,0)點(diǎn)射出磁場(chǎng)整個(gè)過(guò)程所用的時(shí)間. 答案精析 1.(1)正電荷　　(2)L＝2R (3)(＋1) 解析　(1)粒子由靜止進(jìn)入管內(nèi)，必須帶正電荷. 粒子從O到A過(guò)程中由動(dòng)能定理得qER＝mv2. 從A點(diǎn)穿出后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB＝. 聯(lián)立解得B＝. (2)粒子再次進(jìn)入矩形區(qū)域后做類平拋運(yùn)動(dòng)，由題意得 R＝at2，a＝，L＝vt. 聯(lián)立解得L＝2R. (3)粒子從A

4、點(diǎn)到矩形邊界MN的過(guò)程中，有 t1＝T＝×＝×＝. 從矩形邊界MN到C點(diǎn)的過(guò)程中，有 t2＝＝. 故所求時(shí)間t＝t1＋t2＝(＋1). 2.(1)　(2)(n＝1,2,3…)　(3) 解析　(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有L＝v0t，＝at2，qE＝ma，聯(lián)立解得E＝. (2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，vy＝at＝v0，速度方向與y軸負(fù)方向夾角的正切值tanθ＝＝1，速度大小v＝＝v0，設(shè)x為粒子每個(gè)偏轉(zhuǎn)圓弧對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，粒子能到達(dá)(－L,0)點(diǎn)，應(yīng)滿足L＝2nx，其中n＝1,2,3…粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，每個(gè)偏轉(zhuǎn)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為；當(dāng)滿足L＝(2n＋1)x時(shí)，粒子軌跡如圖乙所示，由于x＜－L區(qū)域沒(méi)有磁場(chǎng)，因此粒子實(shí)際不能從(－L,0)點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，這種情況不考慮.設(shè)圓弧的半徑為R，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為，則有x＝R，此時(shí)滿足L＝2nx，聯(lián)立可得R＝(n＝1,2,3…)， 洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律有qvB＝m， 得B＝(n＝1,2,3…) (3)粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到從坐標(biāo)(－L,0)點(diǎn)射出磁場(chǎng)整個(gè)過(guò)程中，圓心角的總和θ＝2n××2＝2nπ，t＝T×＝＝. 5