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高考物理试卷《粒子在有界磁场中运动》高频考点特训(2019年必看版)(八)
![]() 参考答案: 本题解析: 本题难度:简单 4、选择题 三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图所示的初速度v1、v2和v3经过平板MN上的小孔O射入匀强磁场B,磁场方向垂直纸面向里,整个装置处在真空中,且不计重力.最终这三个质子打到平板MN上的位置到小孔的距离分别为s1、s2和s3,则( ) |

参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3 T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。
(1)求上述粒子的比荷
;
(2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场;
(3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形。
参考答案:解:(1)设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲,依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径,由几何关系得
?①
由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力,可得
?②
联立①②并代入数据得
=4.9×
C/kg(或5.0×
C/kg)?③
(2)设所加电场的场强大小为E。如图乙,当粒子子经过Q点时,速度沿y轴正方向,依题意,在此时加入沿x轴正方向的匀强电场,电场力与此时洛伦兹力平衡,则有
?④
代入数据得
?⑤
所加电场的长枪方向沿x轴正方向。由几何关系可知,圆弧PQ所对应的圆心角为45°,设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T,所求时间为t,则有
?⑥
⑦
联立①⑥⑦并代入数据得
?⑧
(3)如图丙,所求的最小矩形是
,该区域面积
?⑨
联立①⑨并代入数据得
?
矩形如图丙中
(虚线)
本题解析:
本题难度:困难
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