新課標(biāo)人教版3-1選修三36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動4-wenkub
2022-12-01 02:50:25 本頁面
【正文】 盒 有關(guān)。 2．質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器，是測量帶電粒子的 和分析 的重要工具。 (2)帶 電粒子的運(yùn)動方向與磁場方向垂直：粒子做 運(yùn)動且運(yùn)動的軌跡平面與磁場方向 。 理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時，粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動。 會推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑、周期公式，知道它們與哪些因素有關(guān)。軌道半徑公式： 周期公式： 。 3．回旋加速器： (1)使帶電粒子加速的方法有：經(jīng)過多次 直線加速；利用電場 和磁場的 作用，回旋 速。 同步導(dǎo)學(xué) 例題 1 三種粒子 H11 、 H21 、 He42 ，它們以下列情況垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場，求它們的軌道半徑之比。然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的磁場中做勻速圓周運(yùn)動，最后打到照相底片 D 上，如圖 3 所 示。 由動能定理可知 12mv2＝ qU 確 由此可解出 ： v＝ 2qUm ②粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為： r＝ mvqB＝ 2mUqB2 r 和進(jìn)入磁場的速度無關(guān)，進(jìn)入同一磁場時， r∝ mq，而且這些個量中， U、 B、 r可以直接測量，那么，我們可以用裝置來測量比荷。這種儀器叫做質(zhì)譜議?，F(xiàn)有一電荷量為 q，質(zhì)量為 m的正離子沿軸線射入圓筒，并將在圓筒間及靶間的縫隙處受到電場力的作用而加速 (設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場 )，縫隙的寬度很小，離子穿縫隙的時間可以不計(jì)，已知離子進(jìn)入第一個圓筒左端的速度為 v1，且此時第一、二兩個圓筒間的電勢差為 U1－ U2＝－ U。 粒子在 D 形盒中運(yùn)動的最大半徑為 R 則 R＝ mvmqB ， vm＝ qBRm 則其最大動能為 Ekm＝ 12mvm2＝ (qBR)22m 粒子被加速的次數(shù)為 n＝ EkmqU＝ q (BR)22mU 則粒子在加速器內(nèi)運(yùn)行的總時間為： t＝ n O 是 MN上的一點(diǎn)，從 O點(diǎn)可以向磁場區(qū)域發(fā)射電量為 +q、質(zhì)量為 m、速率為 v的粒子。 解答 由于不計(jì)重力和粒子間的相互作用，且粒子速度方向和勻強(qiáng)磁場方向互相垂直，故 粒子只受和粒子速度垂直的洛倫茲力作用，在紙面所在平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。 （ 1）設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑為 R，由牛頓第二定律，有 qvB=mRv2 得R=qBmv （ 2）如圖所示，以 OP為弦可畫兩個半徑相同的圓，分別表示在 P點(diǎn)相遇的兩個粒子的軌道 .圓心分別為 O O2， OP 弦所對圓心角為 ? 。 圖所示 ,一束電子流以速率 v 通過一個處于矩形空間的勻強(qiáng) 磁場 ,速度方向與磁感線垂直。當(dāng) A運(yùn)動到 P 點(diǎn)時，恰好處于平衡狀態(tài)，此時速度方向與水平成 45176。 ⑵ 。求： （ 1） A沿壁下滑時摩擦力做的功。 15． 如圖所示，在 x軸上方有垂直于 xy平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 x軸下方有沿 y軸 典雅 負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為 E，一質(zhì)量為 m，電荷量為 q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn) O沿著 y 軸正方向射出，射出之后，第三次到達(dá) x軸時，第 14 題 第 15 題 它與點(diǎn) O的距離為 L，求此粒子射出的速度 v和運(yùn)動的總路程 s.(重力不計(jì) ) 16．如圖所示，勻強(qiáng)電場的場 強(qiáng) E=4V/m，方向水平向左，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=2T，方向垂直紙面向里。 ，若第一次加速后該粒子在 D 形盒中的回旋半徑為 r，則該粒子第二次進(jìn)入該 D形盒中的回旋半徑為 ________. 第６題 第 8 題 第７題 第 9 題 α 粒子和質(zhì)子，則它們飛出 D 形盒時的速度之比 vα ：vH=________。 又因兩粒子都是從 O 點(diǎn)射出，且同時經(jīng)過 P點(diǎn)，故 OP 應(yīng)是兩粒子運(yùn)動軌跡圓的公共弦，其徑跡應(yīng)如圖所示。已知先后射入的兩個粒子恰好在磁場中給定的 P點(diǎn)相遇， P到 O的距離為 L，不計(jì)重力及粒子間的相互作用。求 (1)帶電粒子的運(yùn)動軌跡及運(yùn)動性質(zhì) (2)帶電粒子運(yùn) 動的軌道半徑 (3)帶電粒子離開磁場電的速率 (4)帶電粒子離開磁場時的偏轉(zhuǎn)角θ (5)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間 t (6)帶電粒子離開磁場時偏轉(zhuǎn)的側(cè)位移 解答 ⑴帶電粒子
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