對(duì)于單一磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)的題目,幾何關(guān)系是其命題的一個(gè)重點(diǎn),而且這一考點(diǎn)的考查力度有增無(wú)減速。下面是近年三道高考題目,從中可見(jiàn)一斑。
1.在半徑為R的半圓形區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m,帶有電量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圓直徑AD方向經(jīng)P點(diǎn)(AP=d)射入磁場(chǎng)(不計(jì)重力影響)。
、湃绻W忧『脧腁點(diǎn)射出磁場(chǎng),求入射粒子的速度。
⑵如果粒子經(jīng)紙面內(nèi)Q點(diǎn)從磁場(chǎng)中射出,出射方向與半圓在Q點(diǎn)切線(xiàn)方向的夾角為φ(如圖)。求入射粒子的速度。
2.(07全國(guó)二)如圖所示,在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E。在其它象限中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,A是y軸上的一點(diǎn),它到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為h;C是x軸上的一點(diǎn),到O的距離為l,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,繼而通過(guò)C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,并再次通過(guò)A點(diǎn),此時(shí)速度方向與y軸正方向成銳角。不計(jì)重力作用。試求:
。1)粒子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;
。2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。
3.(2010新課標(biāo)卷)如圖所示,在0≤x≤a、o≤y≤a/2范圍內(nèi)有垂直手xy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。坐標(biāo)原點(diǎn)0處有一個(gè)粒子源,在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,它們的速度大小相同,速度方向均在xy平面內(nèi),與y軸正方向的夾角分布在0~90°范圍內(nèi)。己知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑介于a/2到a之間,從發(fā)射粒子到粒子全部離開(kāi)磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間恰好為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期的四分之一。求最后離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子從粒子源射出時(shí)的
(1)速度的大小:
(2)速度方向與y軸正方向夾角的正弦。
作者:聞道悟理
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