高考物理带电粒子在复合场中的运动习题知识归纳总结及答案解析.pdf

高考物理带电粒子在复合场中的运动习题知识归纳总结及答案解析

一、带电粒子在复合场中的运动压题

1.如图所不，在x的上方存在垂直纸面向里，磁感应强度大小为Bo的匀强磁场.位于x

下方的离子源C发射质量为m、电荷量为g的一束负离子，其初速度大小范围0~

厂m%

6。，这束离子经电势差u=k的电场加速后，从小孔0（坐标原点）垂直X并垂直

2q

磁场射入磁场区域，最后打到x上.在x上2as3a区间水平固定放置一探测板

mv

0

a（=—）,假设每秒射入磁场的离子总数为No,打到x上的离子数均匀分布（离子

qBo

重力不计）.

（1）求离子束从小孔0射入磁场后打到x的区间；

（2）调整磁感应强度的大小，可使速度最大的离子恰好打在探测板右端，求此时的磁感应

强度大小Bi；

3（）保持磁感应强度B】不变，求每秒打在探测板上的离子数N；若打在板上的离子80%

被吸收，20%被反向弹回，弹回速度大小为打板前速度大小的0.6倍，求探测板受到的作用

力大小.

XXXXXX

Bo

【来源】浙江省2018版选考物理考前特训2（017年10月）加试30分特训：特训7带电

粒子在场中的运动试题

356

【答案】（l）2QW%W4a；（2）%=彳Bo（3）F=kNom%

【解析】

⑴对于初速度为。的离子，根据动能定理：：qU=Jmv?

在磁场中洛仑兹力提供向心力：qBv=m—,所以半径：口二通J二a

恰好打在x=2a的位置；

对于初速度为市功的离子，qU=3mv?-；m5（vo）2

r2=5.=2a，

恰好打在x=4a的位置

故离子束从小孔O射入磁场打在x，的区间为[2a,4c]

(2)由动能定理

qU=|mv?-|m(^vo)2

解得Bi=|Bo

⑶对速度为0的离子

qU=imvj

3

%津工

2r4=1.5a

离子打在x上的区间为|1.5a,3a]

N=NJ^J=|NO

O

对打在x=2a处的离子

qvjBi=

a

对打在x=3a处的离子

qv4Bi=

10

打到x上的离子均匀分布，所以丁■=玄尹1

由动量定理

-F=-0.8Nmf+0.2N(-0.6m=-m^)

解得F二:Nomvo.

【名师点睛】

初速度不同的粒子被同一加速电场加速后，进入磁场的速度也不同，做匀速圆周运动的半

径不同，转半圈后打在X上的位置不同.分别求出最大和最小速度，从而求出最大半径

和最小半径，也就知道打在X上的区间；打在探测板最右端的粒子其做匀速圆周运动的

半径为1.5a,由半径公式也就能求出磁感应强度；取时间=1s,分两部分据动量定理求作

用力.两者之和就是探测板受到的作用力.

2.如图所示，在无限长的竖直边界NS和M71可充满匀强电，同时该区域上、下部分分别

充满方向垂直于N577W平面向外和向内的匀强磁,磁感应强度大小分别为8和26,KL为上

下磁的水平分界线，在N酥口M7■边界上,距出高6处分别有P、Q两点，NS和MTf同距为1.86

,质量为m,带电荷量为+q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域，在两边界之间做圆周

运动，重力加