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1、2020屆高考物理第一輪復習 磁場對電流的作用課堂練習二 選修3-1.
1.(2020·福建理綜)如下圖所示的裝置,左半部為速度選擇器,右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場.一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器,能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子,又沿著與電場垂直的方向,立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場,最后打在照相底片D上.已知同位素離子的電荷量為q(q>0),速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場,照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L,忽略重力的影響.
(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大??;
(2)若打在照相底片上
2、的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x,求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示).
解析: (1)能從速度選擇器射出的離子滿足
qE0=qv0BO①
v0=.②
(2)離子進入勻強偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運動,則
x=v0t③
L=at2④
由牛頓第二定律得qE=ma⑤
由②③④⑤解得x=.
答案: (1) (2)
1.(2020·黑龍江適應(yīng)性測試)
在如右圖所示的平面直角坐標系中,存在一個半徑R=0.2m的圓形勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度B=1.0T,方向垂直紙面向外,該磁場區(qū)域的右邊緣與坐標原點O相切.y軸右側(cè)存在電場強度大小為E=1.0
3、×104N/C的勻強電場,方向沿y軸正方向,電場區(qū)域?qū)挾萳=0.1m.現(xiàn)從坐標為(-0.2m,-0.2m)的P點發(fā)射出質(zhì)量m=2.0×10-9kg、帶電荷量q=5.0×10-5C的帶正電粒子,沿y軸正方向射入勻強磁場,速度大小v0=5.0×103m/s.重力不計.
(1)求該帶電粒子射出電場時的位置坐標;
(2)為了使該帶電粒子能從坐標為(0.1m,-0.05m)的點回到電場后,可在緊鄰電場的右側(cè)一正方形區(qū)域內(nèi)加勻強磁場,試求所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小和正方形區(qū)域的最小面積.
解析: (1)帶正電粒子在磁場中做勻速圓周運動,有qv0B=m
解得r=0.20m=R
根據(jù)幾何關(guān)系可知,帶電粒子恰從O點沿x軸進入電場,帶電粒子做類平拋運動.設(shè)粒子到達電場邊緣時,豎直方向的位移為y,有l(wèi)=v0t,y=·t2
聯(lián)立解得y=0.05m
所以粒子射出電場時的位置坐標為(0.1m,0.05m).
(2)粒子飛離電場時,沿電場方向速度
vy=at=5.0×103m/s=v0
粒子射出電場時速度v=v0
由幾何關(guān)系可知,粒子在正方形區(qū)域磁場中做圓周運動半徑
r′=0.05m
由qvB′=m,解得B′=4T
正方形區(qū)域最小面積S=(2r′)2
解得S=0.02m2.
答案: (1)(0.1m,0.05m) (2)0.02m2