题文
如图所示,在y轴左侧放置一加速电场和偏转电场构成的发射装置,C、D两板的中心线处于y=8cm的直线上;右侧圆形匀强磁场的磁感应强度大小为B=
T、方向垂直xoy平面向里,在x轴上方11cm处放置一个与x轴平行的光屏。已知A、B两板间电压UAB=100V, C、D两板间电压 UCD="300V," 偏转电场极板长L=4cm,两板间距离d="6cm," 磁场圆心坐标为(6,0)、半径R=3cm。现有带正电的某种粒子从A极板附近由静止开始经电场加速,穿过B板沿C、D两板间中心线y = 8cm进入偏转电场,由y轴上某点射出偏转电场,经磁场偏转后打在屏上。带电粒子比荷
=106c/kg,不计带电粒子的重力。求:
(1)该粒子射出偏转电场时速度大小和方向;
(2)该粒子打在屏上的位置坐标;
(3)若将发射装置整体向下移动,试判断粒子能否垂直打到屏上?若不能,请简要说明理
由。若能,请计算该粒子垂直打在屏上的位置坐标和发射装置移动的距离。
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)
m/s,速度方向与x轴正方向夹角
(2)(17cm,11cm)(3)
解析
⑴ 电场加速:
(1分)
电场偏转:
(1分)
(1分) 

(1分)
速度大小
m/s (1分)
速度方向与x轴正方向夹角
(1分)
⑵如图所示,粒子与y轴负方向成45°进入第一象限,做匀速运动,进入磁场后做匀速圆周运动,运动四分之一周,出磁场后做匀速运动。由对称关系,粒子射出磁场时速度与x轴正方向成45° (2分)
y =11cm (1分)
x = 6cm+11cm=17cm (1分)
打在屏上的位置坐标(17cm,11cm) (1分)
⑶可以垂直打在屏上。 (1分)
粒子在磁场中:
轨道半径 
(1分)
根据磁聚集原理,带电粒子在磁场中的轨道半径与圆形匀强磁场的半径R相等时,带电粒子必会聚于同一点,会聚的位置与粒子入射方向相垂直的直径的端点,即为如图所示的N点。 (1分)
假设粒子可以垂直打在屏上。由几何关系得,垂直打到屏的位置坐标:
cm ,y =11cm,位置坐标为(
,11) (1分)
因要求粒子垂直打到屏,则射出磁场时的速度方向与x轴垂直,此时粒子的轨道半径与x轴平行,从而推得射入磁场时的位置为x轴的M点(菱形对边平行且相等)。
向下移动的距离
(等腰梯形的两腰相等) (2分)
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在y轴左侧放置一加速电场和偏转.....”主要考查你对 [受力分析 ]考点的理解。
受力分析
受力分析:
1、物体受力分析的方法
①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。


