- 高三物理复合场
高三物理复合场包括以下几种:
1. 电场和磁场组合而成的复合场:包括电场和磁场组合而成的立体空间区域。在电场和磁场中,可能存在各种各样的形状和大小,如电涡流、磁感应线等。
2. 重力场、电场和磁场组合而成的复合场:也称为三重复合场,是一种常见的复合场模型。在三重复合场中,有重力、电场力和磁场力。
此外,还有更复杂的复合场,如重力场、电场、磁场和空气阻力组合而成的复合场等。这些复合场模型可以作为高中物理学习中的重要课题,通过分析和解决其中的力学问题,可以提高学生的物理思维和解决问题的能力。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的带电粒子,从坐标原点 O 射入一个空间区域,该区域由一个垂直于纸面向外的匀强磁场和沿 x 轴正向的匀强电场组成。磁场分布在两个半平面内,其边界与 x 轴相交于点 M(a, 0),虚线 MN 是磁场的边界。电场中有一平行于 x 轴的挡板 P,位于点 N(b, 0),其中 a > b。已知带电粒子射入磁场时的速度为 v,不计粒子的重力。
(1)求粒子在电场中的加速电压;
(2)求粒子从 O 点到 P 点的时间;
(3)若磁场区域中存在一个垂直于纸面向内的匀强电场,粒子从 O 点射入后,经过 P 点时的速度方向恰好与磁场边界重合,求该匀强电场的宽度。
【分析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动,根据动能定理列式求解电压;
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力列式求解运动周期和轨道半径,再根据几何关系求解时间;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系求出圆心角,再根据粒子在电场中的运动时间求出电场的宽度。
【解答】
(1)粒子在电场中加速时,由动能定理得:$qU_{1} = \frac{1}{2}mv^{2}$解得:$U_{1} = \frac{mv^{2}}{q}$
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力得:$qvB = m\frac{v^{2}}{r}$解得:$r = \frac{mv}{qB}$粒子在磁场中运动的周期为:$T = \frac{2\pi r}{v}$粒子从 O 点到 P 点的时间为:$t = \frac{a - b}{v}$
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为:$\theta = \frac{2\pi}{3}$粒子在电场中运动的时间为:$t_{电} = \frac{\theta}{2\pi}T = \frac{T}{6}$粒子在电场中的偏转距离为:$y = \frac{1}{2}at_{电}^{2} = \frac{mv^{2}}{6qU_{1}}$解得:$y = \frac{mv^{2}}{6qU_{1}}$电场的宽度为:$L = y + r + b$解得:$L = \frac{mv^{2}}{qU_{1}} + \frac{mv}{qB} + b$
【说明】本题考查了带电粒子在复合场中的运动问题,涉及了电场、磁场和几何知识,难度中等。解题的关键是根据几何关系求出圆心角和偏转距离。
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