2019版高考物理總復(fù)習(xí) 教你審題 3 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案.doc
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教你審題 3 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng) 認(rèn)真閱讀題目、分析題意、搞清題述物理狀態(tài)及過程,并用簡圖(示意圖、運(yùn)動(dòng)軌跡圖、受力分析圖、等效圖等)將這些狀態(tài)及過程表示出來,以展示題述物理情境、物理模型,使物理過程更為直觀、物理特征更加明顯,進(jìn)而快速簡便解題。 【典例】 (20分)如圖所示,直線y=x與y軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場B1,直線x=d與y=x間有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=1.0104 V/m,另有一半徑R=1.0 m 的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2= 0.20 T,方向垂直坐標(biāo)平面向外,該圓與直線x=d和x軸均相切,且與x軸相切于S點(diǎn)。一帶負(fù)電的粒子從S點(diǎn)沿y軸的正方向以速度v0進(jìn)入圓形磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時(shí)間進(jìn)入磁場區(qū)域B1,且第一次進(jìn)入磁場B1時(shí)的速度方向與直線y=x垂直。粒子速度大小v0=1.0105 m/s,粒子的比荷為=5.0105 C/kg,粒子重力不計(jì)。求: (1)坐標(biāo)d的值; (2)要使粒子無法運(yùn)動(dòng)到x軸的負(fù)半軸,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1應(yīng)滿足的條件。 教你審題 “抽象思維”“形象思維” (1)“一帶負(fù)電的粒子從S點(diǎn)沿y軸進(jìn)入圓形磁場區(qū)域” 在磁場B2中,由qB2v0=,得r=1 m=R (2)“經(jīng)過……且第一次進(jìn)入磁場B1時(shí)速度方向與直線y=x垂直” 由(1)可知粒子進(jìn)入電場做“類平拋運(yùn)動(dòng)”,見解析圖甲所示。 (3)“要使粒子無法運(yùn)動(dòng)到x軸的負(fù)半軸”,見解析圖乙所示。 規(guī)范解答 (1)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場B2中運(yùn)動(dòng), 由牛頓第二定律得qB2v0=,(2分) 解得r=1 m=R(1分) 粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場以后,做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)水平方向的位移為x1,豎直方向的位移為y1,則 水平方向:x1=v0t2(1分) 豎直方向:y1=at=t2(1分) 其中:a=,聯(lián)立解得 x1=2 m,y1=1 m(1分) 帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示: 甲 由幾何關(guān)系得d=R+y1+x1=4 m。(1分) (2)①設(shè)當(dāng)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B3時(shí),粒子從電場垂直邊界進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后,軌跡與y軸相切,粒子將無法運(yùn)動(dòng)到x軸負(fù)半軸,此時(shí)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑為r1,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示: 乙 由幾何關(guān)系得r1+r1=d-x1(2分) 解得r1=(4-2) m(1分) 由牛頓第二定律得qB3v0=(2分) 解得B3=0.24 T。(1分) ②設(shè)當(dāng)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B4時(shí),粒子垂直打在y軸上,粒子將無法運(yùn)動(dòng)到x軸負(fù)半軸,粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑為r2,由如圖所示幾何關(guān)系得r2=d-x1=2 m(2分) 由牛頓第二定律得qB4v0=(2分) 解得B4=0.11 T(1分) 綜上所述,要使粒子無法運(yùn)動(dòng)到x軸的負(fù)半軸,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1應(yīng)滿足的條件是0- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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