帶電離子在磁場中的運(yùn)動(完整版)
【正文】 d(2)由qvB＝得v＝在N點(diǎn)速度v與x軸正方向成θ＝60176。.由r＝得，粒子要能從AC邊射出，粒子運(yùn)動的半徑rr0，解得B，選項(xiàng)B正確．真空區(qū)域有寬度為L、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向如圖所示，MN、PQ是磁場的邊界．質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子沿著與MN夾角為θ＝30176。則粒子軌跡半徑R＝r，又qvB＝m，則粒子的荷質(zhì)比＝.(2)設(shè)粒子從D點(diǎn)飛出磁場，速度方向改變了60176。.從b點(diǎn)射出的粒子對應(yīng)的圓心角為60176。＝電子在磁場中的軌跡對應(yīng)的圓心角為θ＝30176。角射出電場，將速度分解如圖所示cos θ＝得射出速度v＝2v0，解得v0＝(3)設(shè)粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間為t1，有d＝v0t1所以t1＝＝粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期T＝設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為t2，有t2＝T所以t2＝t＝t1＋t2，所以t＝1如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器．．下列表述正確的是( )A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫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力向右，洛倫茲力必須向左，根據(jù)左手定則，可判斷磁場方向垂直紙面向外，A、B正確．答案 ABC1回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器，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，使粒子每次穿過狹縫時(shí)都得到加速，兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒底面，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；(2)所加交變電流頻率及粒子角速度；(3)粒子離開加速器時(shí)的最大速度及最大動能．解析 (1)帶電粒子在盒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，每次加速之后半徑變大．(2)粒子在電場中運(yùn)動時(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＝，回旋頻率f＝＝，角速度ω＝2πf＝.(3)由牛頓第二定律知＝qBvmax則Rmax＝，vmax＝最大動能Ekmax＝mv＝答案 (1)勻速圓周運(yùn)動 (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，與加速電壓無關(guān)．。若要使粒子能從AC邊穿出磁場，則勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小需滿足( )A．B B．BC．B D．B答
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