帶電離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-wenkub
2023-07-08 08:18:39 本頁(yè)面
【正文】 縫P，粒子的荷質(zhì)比越小解析 根據(jù)Bqv＝Eq，得v＝，C正確；在磁場(chǎng)中，B0qv＝m，得＝，半徑r越小，荷質(zhì)比越大，D錯(cuò)誤；同位素的電荷數(shù)一樣，質(zhì)量數(shù)不同，在速度選擇器中電場(chǎng)力向右，洛倫茲力必須向左，根據(jù)左手定則，可判斷磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，A、B正確．答案 ABC1回旋加速器是用來(lái)加速一群帶電粒子使它們獲得很大動(dòng)能的儀器，其核心部分是兩個(gè)D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒內(nèi)的狹縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使粒子每次穿過(guò)狹縫時(shí)都得到加速，兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，：(1)粒子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)；(2)所加交變電流頻率及粒子角速度；(3)粒子離開(kāi)加速器時(shí)的最大速度及最大動(dòng)能．解析 (1)帶電粒子在盒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每次加速之后半徑變大．(2)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間極短，因此高頻交變電流頻率要等于粒子回旋頻率，因?yàn)門(mén)＝，回旋頻率f＝＝，角速度ω＝2πf＝.(3)由牛頓第二定律知＝qBvmax則Rmax＝，vmax＝最大動(dòng)能Ekmax＝mv＝答案 (1)勻速圓周運(yùn)動(dòng) (2) (3) 方法點(diǎn)撥 回旋加速器中粒子每旋轉(zhuǎn)一周被加速兩次，粒子射出時(shí)的最大速度(動(dòng)能)由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑?jīng)Q定，與加速電壓無(wú)關(guān)．。的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖5所示，小滑塊由靜止開(kāi)始沿斜面滑下，斜面足夠長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開(kāi)斜面(g取10 m/s2)．求：(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開(kāi)斜面時(shí)的瞬時(shí)速度是多大？(3)該斜面長(zhǎng)度至少是多長(zhǎng)？解析 (1)小滑塊在沿斜面下滑的過(guò)程中，受重力mg、斜面支持力N和洛倫茲力F作用，如圖所示，若要使小滑塊離開(kāi)斜面，則洛倫茲力F應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶負(fù)電荷．(2)小滑塊沿斜面下滑的過(guò)程中，由平衡條件得F＋N＝mgcos α，當(dāng)支持力N＝0時(shí)，小滑塊脫離斜面．設(shè)此時(shí)小滑塊速度為vmax，則此時(shí)小滑塊所受洛倫茲力F＝qvmaxB，所以vmax＝＝ m/s≈ m/s(3)設(shè)該斜面長(zhǎng)度至少為l，則小滑塊離開(kāi)斜面的臨界情況為小滑塊剛滑到斜面底端時(shí)．因?yàn)橄禄^(guò)程中只有重力做功，由動(dòng)能定理得mglsin α＝mv－0，所以斜面長(zhǎng)至少為l＝＝ m≈ m答案 (1)負(fù)電荷 (2) m/s (3) m如圖所示，空間同時(shí)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的液滴，以某一速度沿與水平方向成θ角斜向上進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)疊加區(qū)域，在時(shí)間t內(nèi)液滴從M點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)．已知重力加速度為g.
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