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1、
磁場命題角度5
帶電粒子在勻強電場與勻強磁場中的復合場中的運動
1. 如圖10—17所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場,磁感應強度B=1.57 T.小球1帶正電,其電量與質(zhì)量之比 ,所受重力與電場力的大小相等;小球2不帶電,靜止放置于固定的水平懸空支架上.小球1向右以v0=23.59 m/s的水平速度與小球2正碰,碰后經(jīng)過0.75 s再次相碰.設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變,且始終保持在同一豎直平面內(nèi)(g=10 m/s2).問:(1)電場強度E的大小是多少?
(2)兩小球的質(zhì)量之比 是多少?
[考場錯解]得不出正確答案.
2、
讀不懂題目,不會利用所學知識建立物理過程是導致錯解的主要原因.
(1)小球1所受的重力與電場力始終平衡
Mlg=q1E ①
E=2.5 N/C ②
(2)相碰后小球1做勻速圓周運動,由牛頓第二定律、得:
③
半徑為
④
周期為
⑤
因為兩小球運動時間
⑥
所以小球1只能逆時針經(jīng) 個周期與小球2再次相碰
第一次相碰后小球2作平拋運動
⑦
⑧
兩小球第一次碰撞前后動量守恒,以水平向右為正方向
⑨
由⑦⑧式得
V2=3.75m/s
由④式得
所以兩小球質(zhì)量之比
3、 ⑩
2. 如圖10-18所示的坐標系,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向.在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi),既無電場也無磁場,在第三象限,存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xy平面(紙面)向里的勻強磁場,在第四象限,存在沿y軸負方向,場強大小與第三象限電場場強相等的勻強電場.一質(zhì)量為m,電量為口的帶電質(zhì)點,從y軸上y=h處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負方向進入第二象限.然后經(jīng)過x軸上x=-2h處的 P2點進入第三象限,帶電質(zhì)點恰好能做勻速圓周運動.之后經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點進入第四象限.已知重力加速度為g.求:
(1)粒子到達P2點時速度的大小和方向;
(2)第三象限空間中電場
4、強度和磁感應強度的大?。?
(3)帶電質(zhì)點在第四象限空間運動過程中最小速度的大小和方向.
[考場錯解]得不出正確答案.
不會建立帶電質(zhì)點的物理過程,即不會把復雜的運動過程分解成幾個簡單的相互聯(lián)系的過程不能正確畫出帶電質(zhì)點的運動軌跡,找不到相關(guān)物理量的聯(lián)系.
(1)質(zhì)點從P1到P2,由平拋運動規(guī)律 求出 ,方向與x軸負方向成45o角.
(2)質(zhì)點從P2到P3,重力與電場力平衡;qE=mg所以 洛倫茲力提供向心力 又幾何關(guān)系 解得
(3)質(zhì)點進入第四象限,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做勻減速直線運動.當豎直方向的速度減小到 O,此時質(zhì)點速度最小,大小即v在水平方向的分量vm
5、in=方向沿x軸正方向.
3. 如圖10-19所示.在x軸上有垂直于xy平面向里的勻強磁場,磁感應強度為B;在x軸下方有沿y鈾負方向的勻強電場,場強為E一質(zhì)最為m電荷量為q的粒子從坐標原點.沿著y軸正方向射出.射出之后,第3次到達x軸時,它與點。的距離為L,求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s,(重力不計).
[考場錯解] 粒子射出后第三次到達x軸,如圖10-20所示在磁場中R=L/6 柱磁場寺f落=f向Bqv=mv2/R
在電場中粒子的磁場中每一次的位移是l.根據(jù)動能定理
第3次到達x軸時,粒子運動的總路程為一個半圓周和六個位移的長度之和.
錯解是由于審題出
6、現(xiàn)錯誤.他們把題中所說的“射出之后,第3次到達x軸”這段話理解為“粒子在磁場中運動通過x軸的次數(shù)”沒有計算粒子從電場進入磁場的次執(zhí)也就是物理過程沒有搞清就下手高考 資源網(wǎng)解題,必然出錯.
粒子在磁場中的運動為勻速圓周運動,在電場中的運動為勻變速直線運動.畫出粒子運動的過程草圖10-21.根據(jù)這張圖可知粒子在磁場中運動半個周期后第一次通過x軸進入電場,做勻減速運動至速度為零,再反方向做勻加速直線運動,以原來的速度大小反方向進入磁場.這就是第二次進入磁場,接著粒子在磁場中做圓周運動,半個周期后第三次通過x軸.由圖可知R=L/4由洛倫茲力提供向心力
在電場中:粒子在電場中每一次的位移是l
根據(jù)動能定理
第3次到達x軸時,粒子運動的總路程為一個圓周和兩個位移的長度之和.