帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(2)-全文預(yù)覽
【正文】 一些實(shí)際物體 ,如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力 . (2)在題目中有明確說明是否要考慮重力的 ,這種情況比較正規(guī) ,也比較簡單 . (3)不能直接判斷是否要考慮重力的 ,在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動分析時(shí) ,要由分析結(jié)果確定是否要考慮重力 . 題型 1 帶電粒子在分區(qū)域場中的運(yùn)動 【 例 1】 如圖 7所示 ,勻強(qiáng)電場區(qū)域和勻強(qiáng)磁場區(qū)域緊鄰且寬度相等均為 d,電場方向在紙平面內(nèi)豎直向下 ,而磁場方向垂直紙面向里 .一帶正電粒子從 O點(diǎn)以速度 v0沿垂直電場方向進(jìn)入電場 ,從 A點(diǎn)出電場進(jìn)入磁場 ,離開電場時(shí)帶電粒子在電場方向的偏轉(zhuǎn)位移為電場寬度的一半 ,當(dāng)粒子從磁場右邊界上 C點(diǎn)穿出磁場時(shí)速度方向與進(jìn)入電場 O點(diǎn)時(shí)的速度方向一致 ,d、 v0已知 (帶電粒子重力不計(jì) ),求 : 題型探究 圖 7 (1)粒子從 C點(diǎn)穿出磁場時(shí)的速度 . (2)電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值 . 帶電粒子在分區(qū)域電場、磁場中運(yùn)動問題思路導(dǎo)圖 變式練習(xí) 1 如 圖 8所示 , 空間 分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電 場和勻強(qiáng)磁場 .左側(cè)勻強(qiáng)電場 的場強(qiáng)大小為 E、方向水平向 右 ,電場寬度為 L。若同時(shí)存在電場和磁場 ,粒子恰好做直線運(yùn)動 .現(xiàn)在 ,只加電場 ,當(dāng)粒子從 P點(diǎn)運(yùn)動到 x=R0平面 (圖中虛線所示 )時(shí) ,立即撤除電場同時(shí)加上磁場 ,粒子繼續(xù)運(yùn)動 ,其軌跡與 x軸交于 M點(diǎn) .不計(jì)重力 .求 : 圖 10 (1)粒子到達(dá) x=R0平面時(shí)速度方向與 x軸的夾角以及粒子到 x軸的距離 . (2)M點(diǎn)的橫坐標(biāo) xM. 題型 3 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動模型 【 例 3】 飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以對氣體分子進(jìn)行分析 .如圖 11所示 ,在真空狀態(tài)下 ,脈沖閥 P噴出微量氣體 ,經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的正離子 ,自 a板小孔進(jìn)入 a、 b間的加速電場 ,從 b板小孔射出 ,沿中線方向進(jìn)入 M、 N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū) ,到達(dá)探測器 .已知元電荷電荷量為 e,a、 b板間距為 d,極板 M、 N的長度和間距均為 入 a板時(shí)的初速度 . 圖 11 (1)當(dāng) a、 b間的電壓為 U1時(shí) ,在 M、 N間加上適當(dāng)?shù)碾妷?U2,使離子到達(dá)探測器 .請推導(dǎo)出離子的全部飛行時(shí)間 t與比荷 K(K=ne/m)的關(guān)系式 . (2)去掉偏轉(zhuǎn)電壓 U2,在 M、 N間加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,若進(jìn)入 a、 b間所有離子質(zhì)量均為 m,要使所有的離子均能通過控制區(qū)從右側(cè)飛出 ,a、 b間的加速電壓 U1至少為多少 ? 如圖 12甲是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖 .設(shè)法使某 有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中的 A容器 ,使它受到電 子束轟擊 ,失去一個(gè)電子成為正一價(jià)的離子 .離子從狹 縫 S1以很小的速度進(jìn)入電壓為 U的加速電場區(qū) (初速度不 計(jì) ),加速后再通過狹縫 S2從小孔 G垂直于 MN射入偏轉(zhuǎn)磁 場 ,該偏轉(zhuǎn)磁場是一個(gè)以直線 MN為上邊界、方向垂直于 紙面向外的勻強(qiáng)磁場 ,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 轉(zhuǎn)磁場后 ,最終到達(dá)照相底片上的 H點(diǎn) (圖中未畫出 ),測 得 G、 H間的距離為 d,粒子的重力可忽略不計(jì) .試求 : 圖 12 (1)該粒子的比荷 (q/m). (2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為 d的圓形區(qū)域 ,且與 MN相切 于 G點(diǎn) ,如圖乙所示 ,其它條件不變 .仍保證上述粒子從 G點(diǎn)垂直于 MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場 ,最終仍然到達(dá)照相底片上 的 H點(diǎn)
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1