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(chǎng)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)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(chǎng)B1，直線x＝d與y＝x間有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)區(qū)域，經(jīng)過一段時(shí)間進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域B1，且第一次進(jìn)入磁場(chǎng)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(chǎng)區(qū)域” 在磁場(chǎng)B2中，由qB2v0＝，得r＝1 m＝R (2)“經(jīng)過……且第一次進(jìn)入磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B3時(shí)，粒子從電場(chǎng)垂直邊界進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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