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正文內(nèi)容

高考物理帶電粒子在磁場中的運動易錯題專項復習附答案解析(編輯修改稿)

2025-04-02 21:58 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 再進入Ⅱ區(qū).P點與A1板的距離是L的k倍.不計重力,碰到擋板的粒子不予考慮.(1)若k=1,求勻強電場的電場強度E;(2)若2k3,且粒子沿水平方向從S2射出,求出粒子在磁場中的速度大小v與k的關系式和Ⅱ區(qū)的磁感應強度B與k的關系式.【答案】(1) (2) , 【解析】試題分析:(1)粒子在電場中,由動能定理有qEd=mv20 ①粒子在Ⅰ區(qū)洛倫茲力提供向心力 qvB0=②當k=1時,由幾何關系得 r=L ③由①②③解得E=④(2)由于2k3時,由題意可知粒子在Ⅱ區(qū)只能發(fā)生一次偏轉,由幾何關系可知(rL)2+(kL)2=r2⑤解得r=⑥由②⑥解得v=⑦粒子在Ⅱ區(qū)洛倫茲力提供向心力 qvB=⑧由對稱性及幾何關系可知 ⑨解得r1=⑩由⑧⑩解得 B=考點:帶電粒子在電場中的運動、帶電粒子在勻強磁場中的運動6.飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析.如圖所示,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)生不同價位的正離子,自a板小孔進入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區(qū),到達探測器.已知元電荷電量為e,a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L.不計離子重力及進入a板時的初速度.(1)當a、b間的電壓為時,在M、N間加上適當?shù)碾妷?,使離子到達探測器.請導出離子的全部飛行時間與比荷K()的關系式.(2)去掉偏轉電壓,在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度B,若進入a、b間所有離子質量均為m,要使所有的離子均能通過控制區(qū)從右側飛出,a、b間的加速電壓至少為多少?【答案】(1)離子到達探測器的時間(2)【解析】思路點撥(1)帶電粒子先在電場中加速,然后經(jīng)過偏轉電場偏轉,加速電場的過程中,根據(jù)動能定理可以表示出速度,根據(jù)牛頓第二定律可以表示出時間.在偏轉電場中沿水平方向做勻速運動,因此可以表示出時間,這樣就可以得出總時間與比荷的關系.(2)當加上磁場時,經(jīng)過找圓心、求半徑以及幾何關系可以求得電壓.(1)由動能定理:n價正離子在a、b間的加速度在a、b間運動的時間在MN間運動的時間離子到達探測器的時間(2)假定n價正離子在磁場中向N板偏轉,洛侖茲力充當向心力,設軌跡半徑為R,由牛頓第二定律離子剛好從N板右側邊緣穿出時,由幾何關系:由以上各式得:當n=1時取最小值.7.現(xiàn)代科學儀器常利用電場磁場控制帶電粒子的運動,如圖所示,真空中存在著多層緊密相鄰的勻強電場和勻強磁場,寬度均為d電場強度為E,方向水平向左;垂直紙面向里磁場的磁感應強度為B1,垂直紙面向外磁場的磁感應強度為B2,、電荷量為的帶正電粒子在第層電場左側邊界某處由靜止釋放,粒子始終在電場、磁場中運動,不計粒子重力及運動時的電磁輻射.(1)求粒子在第2層磁場中運動時速度的大小與軌跡半徑。(2)粒子從第n層磁場右側邊界穿出時,速度的方向與水平方向的夾角為,試求。(3)若粒子恰好不能從第n層磁場右側邊界穿出,試問在其他條件不變的情況下,也進入第n層磁場,但比荷較該粒子大的粒子能否穿出該層磁場右側邊界,請簡要推理說明之【答案】(1); (2); (3)
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