2000高考物理试题分类汇编全解全析全分类上篇九、磁场1.doc 下载本文

24. 答案: 29.(28分)

以E和B分别表示电场强度和磁感强度,有以下几种可能: (1)E=0,B=0

(2)E=0,B≠0。 B的方向与z轴的正方向平行或反平行。B的大小可任意。 (3)E≠0,B≠0。磁场方向可在平行于xy平面的任何方向。 电场E 方向平行于xy平面,并与B的方向垂直。

当迎着z轴正方向看时,由B的方向沿顺时针转90°后就是E的方向 E和B的大小可取满足关系式

E?v0的任何值。 B25. 答案: 24.(22分)

(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,以v0表示粒子在P点的初速度,R表示圆周的半

2v0径,则有 qv0B=m ①

R由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度,可知粒子由P点到Q点的轨迹为周,故有 R?1圆4l2 ②

以E表示电场强度的大小,a表示粒子在电场中加速度的大小,tE表示粒子在电场中由p点运动到Q点经过的时间,则有

qE=ma ③

R?12atE ④ 2R=v0tE ⑤

lB2q由以上各式,得 E?2 ⑥

m(2)因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为运动周期T的

而 T?1圆周,故运动经历的时间tE为圆周411,即有 tE=T ⑦ 442?R ⑧ v0- 429 -

由⑦⑧和①式得 tE??m2qB ⑨

由①⑤ 两式得 tE?m ⑩ qBtR?tE?(

?2?1)m11 ○

qB26. 答案: 24.(22分)

(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,以v0表示粒子在P点的初速度,R表示圆周的半

2v0径,则有 qv0B=m ①

R由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度,可知粒子由P点到Q点的轨迹为周,故有 R?1圆4l2 ②

以E表示电场强度的大小,a表示粒子在电场中加速度的大小,tE表示粒子在电场中由p点运动到Q点经过的时间,则有

qE=ma ③

R?12atE ④ 2R=v0tE ⑤

lB2q由以上各式,得 E?2 ⑥

m(2)因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为运动周期T的

而 T?1圆周,故运动经历的时间tE为圆周411,即有 tE=T ⑦ 442?R ⑧ v0由⑦⑧和①式得 tE??m2qB ⑨

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由①⑤ 两式得 tE?m ⑩ qBtR?tE?(

?2?1)m11 ○

qB27. 答案: 24.(1)粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从P1到P2的时间

为t,电场强度的大小为E,粒子在电场中的加速度为a,由牛顿第二定律及运动学公式有

qE = ma ① v0t = 2h ②

12at?h ③ 2y 由①、②、③式解得

2mv0E? ④

2qhP1 h 0 2h C P2 θ x

(2)粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为v0,以v1表示速度沿y方向分量的大小,v表示速度的大小,θ表示速度和x轴的夹角,则有

2v1?2ah ⑤

2h v P3 22 v?v1 ⑥ ?v0tan??v1 ⑦ v0由②、③、⑤式得

v1=v0 ⑧ 由⑥、⑦、⑧式得

v?2v0 ⑨ ??45? ⑩

(3)设磁场的磁感应强度为B,在洛仑兹力作用下粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律

v2 ⑾ qvB?mr

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r是圆周的半径。此圆周与x轴和y轴的交点分别为P2、P3。因为OP2=OP3,

θ=45°,由几何关系可知,连线P2P3为圆轨道的直径,由此可求得

r=2h ⑿ 由⑨、⑾、⑿可得

B?mv0 ⒀ qh

28. 答案: 24.(19分)

粒子在磁场中受各仑兹力作用,作匀速圆周运动,设其半径为r,

v2 qvB?m ①

r

据此并由题意知,粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上,

且P点在磁场区之外。过P沿速度方向作延长线,它与x轴相交 于Q点。作圆弧过O点与x轴相切,并且与PQ相切,切点A即 粒子离开磁场区的地点。这样也求得圆弧轨迹的圆心C,如图所示。

由图中几何关系得

L=3r ② 由①、②求得

B?3mv ③ qL图中OA的长度即圆形磁场区的半径R,由图中几何关系可得 R?

3L ④ 329. 答案: 23.(15分)

2304226(1)钍核衰变方程90Th?2He?88Ra

(2)设粒子离开电场时速度为v,对加速过程有

qU?1212mv?mv0 22 ②

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