高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)技巧-閱讀訓(xùn)練策略及練習(xí)題(編輯修改稿)
2025-04-02 21:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 子的比荷q/m；（2）由于粒子間存在相互作用，從O進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子在紙面內(nèi)將發(fā)生不同程度的微小偏轉(zhuǎn)．其方向與豎直方向的最大夾角為α，若假設(shè)粒子速度大小相同，求粒子在D上的落點(diǎn)與O的距離范圍；（3）加速電壓在（U177。△U）范圍內(nèi)的微小變化會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小也有所不同．現(xiàn)從容器A中飄入的粒子電荷最相同但質(zhì)量分別為mm2（m1＞m2），在紙面內(nèi)經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)后都打在照相底片上．若要使兩種離子的落點(diǎn)區(qū)域不重疊，則應(yīng)滿足什么條件？（粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與豎直方向的最大夾角仍為α）【來(lái)源】浙江諸暨市牌頭中學(xué)20172018學(xué)年高二1月月考物理試題【答案】（1） （2）最大值 最小值 （3） 【解析】【詳解】（1）沿SO方向垂直進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子，最后打在照相底片D的粒子；粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)：qU=mv2洛倫茲力提供向心力：qvB=m落點(diǎn)到O的距離等于圓運(yùn)動(dòng)直徑：x=2R所以粒子的比荷為：（2）粒子在磁場(chǎng)中圓運(yùn)動(dòng)半徑 由圖象可知：粒子左偏θ角（軌跡圓心為O1）或右偏θ角（軌跡圓心為O2）落點(diǎn)到O的距離相等，均為L(zhǎng)=2Rcosθ故落點(diǎn)到O的距離最大：Lmax=2R=x最小：Lmin=2Rcosα=xcosα（3）①考慮同種粒子的落點(diǎn)到O的距離；當(dāng)加速電壓為U+△U、偏角θ=0時(shí)，距離最大，Lmax=2Rmax= 當(dāng)加速電壓為U△U、偏角θ=α?xí)r，距離最小Lmin=2Rmincosα=cosα②考慮質(zhì)量不同但電荷量相同的兩種粒子由R=和m1＞m2，知：R1＞R2要使落點(diǎn)區(qū)域不重疊，則應(yīng)滿足：L1min＞L2maxcosα＞解得：．（應(yīng)有條件m1cos2α＞m2，否則粒子落點(diǎn)區(qū)域必然重疊）8．如圖所示，真空中某豎直平面內(nèi)有一長(zhǎng)為2l、寬為l的矩形區(qū)域ABCD，區(qū)域ABCD內(nèi)加有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于該豎直面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電微粒，從A點(diǎn)正上方的O點(diǎn)水平拋出，正好從AD邊的中點(diǎn)P進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域，并沿直線運(yùn)動(dòng)，從該區(qū)域邊界上的某點(diǎn)Q離開(kāi)后經(jīng)過(guò)空中的R點(diǎn)(Q、R圖中未畫出)。已知微粒從Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的過(guò)程中水平和豎直分位移大小相等，O點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差 ，重力加速度為g，求：(1)微粒從O點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大?。?2)電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?3)微粒從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的時(shí)間t?！緛?lái)源】四川省攀枝花市2019屆高三第三次統(tǒng)一考試?yán)砭C物理試題【答案】(1) ；(2)，；(3) 【解析】【詳解】（1）從O到P，帶電微粒做平拋運(yùn)動(dòng)： 所以 （2）在P點(diǎn)： 設(shè)P點(diǎn)速度與豎直方向的夾角為θ，則 帶電微粒進(jìn)入電磁區(qū)域后做直線運(yùn)動(dòng)，受力如圖，可知其所受合力為零，可知： （3）設(shè)微粒從P到Q所用時(shí)間為t1， 設(shè)微粒從Q到R所用時(shí)間為t2，因水平和豎直分位移相等，得： 由題意得： 微粒從0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到R點(diǎn)的時(shí)間t為： 所以：9．正、負(fù)電子從靜止開(kāi)始分別經(jīng)過(guò)同一回旋加速器加速后，從回旋加速器D型盒的邊緣引出后注入到正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)中．正、負(fù)電子對(duì)撞機(jī)置于真空中．在對(duì)撞機(jī)中正、負(fù)電子對(duì)撞后湮滅成為兩個(gè)同頻率的光子．回旋加速器D型盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，回旋加速器的半徑為R，加速電壓為U；D型盒縫隙間的距離很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)．電子的質(zhì)量為m、電量為e，重力不計(jì)．真空中的光速為c，普朗克常量為h．（1）求正、負(fù)電子進(jìn)入對(duì)撞機(jī)時(shí)分別具有的能量E及正、負(fù)電子對(duì)撞湮滅后產(chǎn)生的光子頻率v（2）求從開(kāi)始經(jīng)回旋加速器加速到獲得最大能量的過(guò)程中，D型盒間的電場(chǎng)對(duì)電子做功的平均功率 （3）圖甲為正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的最后部分的簡(jiǎn)化示意圖．位于水平面的粗實(shí)線所示的圓環(huán)真空管道是正、負(fù)電子做圓周運(yùn)動(dòng)的“容器”，正、負(fù)電子沿管道向相反的方向運(yùn)動(dòng)，在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)變的是一系列圓形電磁鐵．即圖中的AAA4……An共有n個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓環(huán)上．每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同，方向豎直向下．磁場(chǎng)區(qū)域的直徑為d．改變電磁鐵內(nèi)電流大小，就可
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