2021广东高考物理题目(广东省2021物理高考题)

家庭教育 2024-06-01 14:55:12 77 教育网

如图所示，为花瓣状电子加速器的简化示意图。该空间由三个同心圆abc包围。a圆内有一个无场区域。a圆和b圆之间存在径向电场。圆b与圆b之间存在径向电场。c之间存在圆心角略小于90度的三个扇形环均匀磁场区I、II、III。每个区域的感应强度恒定，大小不同，方向垂直于纸张外侧。电子从圆b上的点p沿径向进入电场，初始动能Ek为0。电场可以反转，保证电子每次进入电场时都得到充分加速。已知圆a和圆b之间的电势差为U，圆b的半径为R，圆c的半径为3R，电子质量为m，电荷为e。忽略相对论效应，取tan22.5=0.4。

当Ek0=0时，电子加速后沿各磁场区域边缘进入磁场，在电场中相邻运动轨迹夹角为45，最终从Q点发射。运动轨迹为图中带箭头的实线。如图线所示，求I区的磁感应强度、I区磁场中电子的运动时间以及在Q点退出时的动能。

已知电子只要不与磁场外边界碰撞，就可以从发射区发射出去。当Ek0=keu时，需要保证电子从初始设定区域发射，并找到k的最大值。

简单来说，在处理这个看似复杂的问题时，我们的做法就是用最简单或者说最简单的公式来描述问题中所呈现的物理现象。具体到这个问题，电子从一开始加速，然后进入无场区，然后再次加速，然后进入磁场。当然，其背后还有其他物理现象。为什么我们必须在这里暂停？就是因为他参与了领域的变革。当然，这里还有一个最基本的知识点，那就是必须在无场区域进行匀速直线运动。我们就停在这个最基本的知识点上。既然题目提到了加速度场，而且我们学了基础知识，我们也知道加速度场应该写成什么公式了。因为是两级加速，在进入磁场之前，我们可以有公式2eU=1/2mv。接下来，进入磁场区域时应写出的第一个公式必须是洛伦兹力充当向心力，evB=mv/r。因此，求磁感应强度实际上就是求电子在磁场中运动的半径。这又是对我们数学知识，也就是数学中的几何知识的又一次检验。如果我们想解决磁场中的运动问题，最重要的是确定轨迹圆的中心。一般来说，我们需要根据问题中给出的磁场圆的中心构造一个三角形。因此，半径很容易知道。一旦我们知道了，这些磁感应强度就包含了在磁场区域中运动的周期，也就可以据此计算出在磁场中运动的时间。不会提供更多细节。

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