25. 江苏省淮阴中学2010届高三摸底考试如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆,两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B。现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出,最终打到Q点,不计微粒的重力。求:

(1)微粒在磁场中运动的周期;

(2)从P点到Q点,微粒的运动速度大小及运动时间;

(3)若向里磁场是有界的,分布在以O点为圆心、半径为R和2R的两半圆之间的区域,上述微粒仍从P点沿半径方向向左侧射出,且微粒仍能到达Q点,求其速度的最大值。

解:(1)由   (2分)

       (2分)

得     (1分)

   (2)粒子的运动轨迹将磁场边界分成n等分(n=2,3,4……)

由几何知识可得: ;  ;  (1分)

又        (1分)

得  (n=2,3,4……)   (1分)

当n为偶数时,由对称性可得   (n=2,4,6……)  (1分)

当n为奇数时,t为周期的整数倍加上第一段的运动时间,即

   (n=3,5,7……)       (1分)

 

(3)由几何知识得  ;    (1分)

且不超出边界须有:    (1分)

得          (1分)

 当n=2时 不成立,如图     (1分)

比较当n=3、n=4时的运动半径,

知 当n=3时,运动半径最大,粒子的速度最大.

   (2分)

得:       (1分)

 

23.山东省费县一中2010届高三第一次调研测试如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为。不计空气阻力,重力加速度为g,求

(1) 电场强度E的大小和方向;

(2) 小球从A点抛出时初速度v0的大小;

(3) A点到x轴的高度h.

答案:(1),方向竖直向上  (2)    (3)

[解析]本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。

(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力),有              ①

        ②

重力的方向竖直向下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上。

(2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN为弦长,,如图所示。设半径为r,由几何关系知            ③

小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,设小球做圆周运动的速率为v,有              ④

   由速度的合成与分解知           ⑤

由③④⑤式得                       ⑥

(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy,它与水平分速度的关系为

                               ⑦

由匀变速直线运动规律                      ⑧

由⑥⑦⑧式得                         ⑨

22.河南省开封高中2010届高三上学期1月月考如图所示,在足够在的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B。足够长的光滑绝缘斜面固定在水平面上,斜面倾角为30°。有一带电的物体P静止于斜面顶端有物体P对斜面无压力。若给物体P一瞬时冲量,使其获得水平的初速度向右抛出,同时另有一不带电的物体Q从A处静止开始沿静止斜面滑下(P、Q均可视为质点),P、Q两物体运动轨迹在同一坚直平面内。一段时间后,物体P恰好与斜面上的物体Q相遇,且相遇时物体P的速度方向与其水平初速度方向的夹角为60°。已知重力加速度为g,求:

  (1)P、Q相遇所需的时间;

   (2)物体P在斜面顶端客观存在到瞬时冲量后所获得的初速度的大小。

解:(1)物体P静止时对斜面无压力            ①

P获得水平分速度后做匀速圆周运动          ②

                     ③

                           ④

                         ⑤

  (2)在时间t内,Q物体在斜面上做匀加速直线运动

              ⑥

                        ⑦

由几何关系知R=5                  ⑧

解得                    ⑨

 0  327492  327500  327506  327510  327516  327518  327522  327528  327530  327536  327542  327546  327548  327552  327558  327560  327566  327570  327572  327576  327578  327582  327584  327586  327587  327588  327590  327591  327592  327594  327596  327600  327602  327606  327608  327612  327618  327620  327626  327630  327632  327636  327642  327648  327650  327656  327660  327662  327668  327672  327678  327686  447090 

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