

在平面直角坐标系xOy当中,第Ⅰ象限存在着沿y轴负方向的匀强电场。第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,其磁感应强度为B。有一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上的M点出发,以速度v0垂直于y轴射入电场。经历一段时间后,该粒子经过x轴上的N点,且与x轴正方向成θ=60176。粒子运动一段时间后再次经过H点,求这段所经历时间内粒子运动的路程。此题为2015年全国普通高等学校招生统一考试物理(山东卷带解析) ,其答案为(1)(2)或(3) ,解析过程为先在不同区域进行运动分析 ,粒子在电场中,依据动能定理 ,解出相关量。若粒子运动轨迹与小圆相切 ,当内切时其半径为某值 ,根据该半径由相关公式解得时间等。当外切时 ,其半径为另一值 ,同样依据此半径由相关公式解得时间等。若Ⅰ区域磁感应强度为某值 ,则粒子运动半径相应为某值。Ⅱ区域磁感应强度为另一值 ,粒子运动半径又为另一值。设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期不同 ,由运动公式可得不同表达式。据题意分析 ,粒子两次与大圆相切的时间间隔内 ,运动轨迹如同所给图形 ,根据对称性可知 ,Ⅰ区两段圆弧所对圆心角相同 ,设为某角度。Ⅱ区内圆弧所对圆心角为另一角度。圆弧和大圆的两个切点与圆心O连线间的夹角设为又一角度 ,由几何关系可得不同角度的相关等式。粒子重复上述交替运动回到H点 ,轨迹类似所绘图形 ,设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的时间分别为不同表达式 ,可得不同时间的等式。设粒子运动的路程为s ,由运动公式可知路程与时间的关系等式 ,联立上述各式最终可得路程的值为4。角射进磁场里头,最终从y轴负半轴那儿的P点垂直于y轴射出磁场,就如同图展示的那般,不核算粒子重力的情况下,求解(1)M、N两点之间的电势差UMN ;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;(3)粒子从M点运动到P点的总共时间t。【来源】带电粒子于电场、磁场里的运动【答案】1)UMN= (2)r= (3) t=【解析】【分析】【详解】(1)假设粒子过N点的时候速度是v,会有:v0v=cosθ计算得出:v=2v0粒子从M点运动到N点的这个过程,存在:qUMN=求解得到:UMN=(2)粒子在磁场中以O′当作圆心做匀速圆周运动,半径是r,有:qvB=mv2r计算得出:r=(3)依据几何关系得到:ON=rsinθ假设粒子在电场中运动的时间是t1,存在:ON==3mqB粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期:T=2πmqB假设粒子在磁场中运动的时间是t2,存在:t2=πθ2πTt2=2πm3qBt=t1+t2t=(33+2π)m3qB5.在xOy平面的第一象限有一个匀强电磁高中物理复合场专题,电场的方向平行着y轴往下,在x轴以及第四象限的射线OC之间有一个匀强电场,磁感应强度是B,方向垂直于纸面向里面,有一个质量是m,带有电荷量+q的质点从电场左侧平行于x轴射进电场,质点抵达x轴上A点,速度方向与x轴的夹角是φ,A点跟原点O的距离是d物业经理人,接着,质点进入磁场,并且垂直与OC飞离磁场,不考虑重力影响:⑴粒子在磁场中运动速度的大小;⑵匀强电场的场强大小.【来源】带电粒子在复合场中的运动 计算题【答案】(1)v=φm (2)E=φcosφm【解析】【分析】【详解】试题分析:(1)由几何关系求得:R=dsinφ由洛仑兹力公式以及牛顿第二定律得到解得:(2)质点在电场中的运动属于类平抛运动。假设质点射入电场的速度是v0,在电场中的加速度是a,运动时间是t,那么有:v0=vcosφvsinφ=atd=v0t假设电场强度的大小是E,由牛顿第二定律可得qE=ma求解得到:E=φcosφm6.如图所示的这般高中物理复合场专题,一半径为R的光滑绝缘半球面开口朝着下方,固定在水平面上边。整个空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。一个电荷量为q(q>0)、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,圆心是O′。球心O到这个圆周上任意一点的连线与竖直方向的夹角是θ()。若是要让小球能够在这个圆周上运动,求解磁感应强度B的最小值以及小球P相应的速率。(已知重力加速度为g)【来源】带电粒子在磁场中的运动【答案】,【解析】【分析】【详解】依据题意可知,小球P在球面上做水平的匀速圆周运动,这个圆周的圆心是O’。P受到朝下的重力mg、球面对它沿着OP方向的支持力N以及磁场的洛仑兹力f=qvB ①式里v是小球运动的速率。洛仑兹力f的方向指向O’。按照牛顿第二定律 ② ③由①②③式得出④因为v是实数,必须满足 ⑤由此得出 ⑥可以看出,要是想让小球能够在这个圆周上运动,磁感应强度大小的最小值是 ⑦此时,带电。