高考物理帶電粒子在復合場中的運動技巧-閱讀訓練策略及練習題(編輯修改稿)
2025-04-02 21:14 本頁面
【文章內容簡介】 子的比荷q/m；（2）由于粒子間存在相互作用，從O進入磁場的粒子在紙面內將發(fā)生不同程度的微小偏轉．其方向與豎直方向的最大夾角為α，若假設粒子速度大小相同，求粒子在D上的落點與O的距離范圍；（3）加速電壓在（U177。△U）范圍內的微小變化會導致進入磁場的粒子速度大小也有所不同．現從容器A中飄入的粒子電荷最相同但質量分別為mm2（m1＞m2），在紙面內經電場和磁場后都打在照相底片上．若要使兩種離子的落點區(qū)域不重疊，則應滿足什么條件？（粒子進入磁場時的速度方向與豎直方向的最大夾角仍為α）【來源】浙江諸暨市牌頭中學20172018學年高二1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方向垂直進入磁場的粒子，最后打在照相底片D的粒子；粒子經過加速電場：qU=mv2洛倫茲力提供向心力：qvB=m落點到O的距離等于圓運動直徑：x=2R所以粒子的比荷為：（2）粒子在磁場中圓運動半徑 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）落點到O的距離相等，均為L=2Rcosθ故落點到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到O的距離；當加速電壓為U+△U、偏角θ=0時，距離最大，Lmax=2Rmax= 當加速電壓為U△U、偏角θ=α時，距離最小Lmin=2Rmincosα=cosα②考慮質量不同但電荷量相同的兩種粒子由R=和m1＞m2，知：R1＞R2要使落點區(qū)域不重疊，則應滿足：L1min＞L2maxcosα＞解得：．（應有條件m1cos2α＞m2，否則粒子落點區(qū)域必然重疊）8．如圖所示，真空中某豎直平面內有一長為2l、寬為l的矩形區(qū)域ABCD，區(qū)域ABCD內加有水平向左的勻強電場和垂直于該豎直面的勻強磁場。一質量為m、電荷量為+q的帶電微粒，從A點正上方的O點水平拋出，正好從AD邊的中點P進入電磁場區(qū)域，并沿直線運動，從該區(qū)域邊界上的某點Q離開后經過空中的R點(Q、R圖中未畫出)。已知微粒從Q點運動到R點的過程中水平和豎直分位移大小相等，O點與A點的高度差 ，重力加速度為g，求：(1)微粒從O點拋出時初速度v0的大?。?2)電場強度E和磁感應強度B的大??；(3)微粒從O點運動到R點的時間t。【來源】四川省攀枝花市2019屆高三第三次統(tǒng)一考試理綜物理試題【答案】(1) ；(2)，；(3) 【解析】【詳解】（1）從O到P，帶電微粒做平拋運動： 所以 （2）在P點： 設P點速度與豎直方向的夾角為θ，則 帶電微粒進入電磁區(qū)域后做直線運動，受力如圖，可知其所受合力為零，可知： （3）設微粒從P到Q所用時間為t1， 設微粒從Q到R所用時間為t2，因水平和豎直分位移相等，得： 由題意得： 微粒從0點運動到R點的時間t為： 所以：9．正、負電子從靜止開始分別經過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電子對撞機中．正、負電子對撞機置于真空中．在對撞機中正、負電子對撞后湮滅成為兩個同頻率的光子．回旋加速器D型盒中的勻強磁場的磁感應強度為，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，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．電子的質量為m、電量為e，重力不計．真空中的光速為c，普朗克常量為h．（1）求正、負電子進入對撞機時分別具有的能量E及正、負電子對撞湮滅后產生的光子頻率v（2）求從開始經回旋加速器加速到獲得最大能量的過程中，D型盒間的電場對電子做功的平均功率 （3）圖甲為正負電子對撞機的最后部分的簡化示意圖．位于水平面的粗實線所示的圓環(huán)真空管道是正、負電子做圓周運動的“容器”，正、負電子沿管道向相反的方向運動，在管道內控制它們轉變的是一系列圓形電磁鐵．即圖中的AAA4……An共有n個，均勻分布在整個圓環(huán)上．每個電磁鐵內的磁場都是勻強磁場，并且磁感應強度都相同，方向豎直向下．磁場區(qū)域的直徑為d．改變電磁鐵內電流大小，就可
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