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1、2022年高考物理 帶電粒子在復合場中運動
1.帶電粒子在復合場中無約束情況下的運動
(1)磁場力、重力并存 ①若重力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運動.
②若重力和洛倫茲力不平衡,則帶電體將做復雜曲線運動,因F洛不做功,故機械能守恒,由此可求解.
(2)電場力、磁場力并存(不計重力的微觀粒子)
①若電場力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運動.
②若電場力和洛倫茲力不平衡,則帶電體做復雜曲線運動,因F洛不做功,可用動能定理求解問題.
(3)電場力、磁場力、重力并存
①若三力平衡,一定做勻速直線運動. ②若重力與電場力平衡,一定做勻速圓周運動.
③若合力不
2、為零且與速度方向不垂直,做復雜的曲線運動,F(xiàn)洛不做功,可用能量守恒或動能定理求解.
1、如右圖所示,在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一與磁感線垂直且水平放置的、長為L的擺線,拉一質(zhì)量為m,帶有+q電荷量的擺球,試求擺球通過最低位置時繩上的拉力F.
2、如右圖所示,空間存在豎直向下的勻強電場和水平方向(垂直紙面向里)的勻強磁場,一粒子在電場力和洛倫茲力共同作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C為運動的最低點,不計重力,則以下說法不正確的是( )
A.該粒子必帶正電
B.A、B兩點位于同一高度
C.粒子到達C點時的速度最大
D.粒子達到B點后將
3、沿原路返回A點
3、某空間存在著如右圖所示的水平方向的勻強磁場,A、B兩個物塊疊放在一起,并置于光滑的絕緣水平地面上.物塊A帶正電,物塊B為不帶電的絕緣塊.水平恒力F作用在物塊B上,使A、B一起由靜止開始向左運動.在A、B一起向左運動的過程中,以下關于A、B受力情況的說法中正確的是( )
A.A對B的壓力變小
B.B、A間的摩擦力保持不變
C.A對B的摩擦力變大
D.B對地面的壓力保持不變
4、如右圖所示,在平面直角坐標系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場,第Ⅳ象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場,磁感應強度為B. 一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正
4、半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場,不計粒子重力,求:
(1)M、N兩點間的電勢差UMN;
(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r;
(3)粒子從M點運動到P點的總時間t.
5、如右圖所示,水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10 m,a、b間的電場強度為E=5.0×105 N/C,b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B=6.0 T、方向垂直紙面向里的勻強磁場.今有一質(zhì)量為m=4.8×10-25 kg、電荷量為q=1.6×10-18 C的帶正電的粒
5、子(不計重力),從貼近a板的左端以v0=1.0×106 m/s的初速度水平射入勻強電場,剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場,最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫出).求P、Q之間的距離L.
6、兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時間周期性變化的電場和磁場,變化規(guī)律分別如圖1、圖2所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向).在t=0時刻由負極板釋放一個初速度為零的帶負電的粒子(不計重力).若電場強度E0、磁感應強度B0、粒子的比荷均已知,且,兩板間距.
⑴求粒子在0~t0時間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值;
⑵求粒子在板板間做圓
6、周運動的最大半徑(用h表示);
t
2t0
t0
3t0
4t0
5t0
E0
E
0
圖1
2t0
t0
3t0
4t0
5t0
t
B0
B
0
圖2
6t0
2t0
t0
3t0
4t0
5t0
t
B0
B
0
圖3
6t0
-B0
+
-
⑶若板間電場強度E隨時間的變化仍如圖1所示,磁場的變化改為如圖3所示,試畫出粒子在板間運動的軌跡圖(不必寫計算過程).
1、3mg+Bq 3mg-Bq 2、D 3、B 4、(1) (2) (3)
5、5.8 cm 6、⑴ (2) 解得:又 在2t0~3t0時間內(nèi), 解得: 由于s1+s2<h,所以粒子在3t0~4t0時間內(nèi)繼續(xù)做勻速圓周運動, 解得:由于s1+s2+R2<h,粒子恰好又完成一個周期的圓周運動.因此粒子運動的最大半徑