8、第4講-帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例(編輯修改稿)
2025-04-05 06:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 中鈾235離子的質(zhì)量m＝235 u(u為原子質(zhì)量單位)，鈾238離子的質(zhì)量m′＝238 u，故 ?解得 % ?[答案] (1)U＝ (2)M＝ (3)%———————————————————質(zhì)譜儀中粒子先加速再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)半周打在底片上的位置與進(jìn)入磁場的位置相距x＝，粒子在磁場中運動的軌道不同，其原因是它們的比荷不同，因此質(zhì)譜儀是測定比荷、鑒別同位素的儀器?！猍變式訓(xùn)練]1．(2009廣東高考)如圖8－4－9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。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場。下列表述正確的是( )圖8－4－9A．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E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小解析：選ABC 因同位素原子的化學(xué)性質(zhì)完全相同，無法用化學(xué)方法進(jìn)行分析，故質(zhì)譜儀就成為同位素分析的重要工具，A正確；在速度選擇器中，帶電粒子所受電場力和洛倫茲力在粒子沿直線運動時應(yīng)等大反向，結(jié)合左手定則可知B正確；再由qE＝qvB有v＝E/B，C正確；在勻強(qiáng)磁場B0中R＝ 所以＝，D錯誤?；匦铀倨鞯脑砑皯?yīng)用[命題分析] 本考點是高考熱點，高考常結(jié)合電場加速、磁場回旋考查學(xué)生綜合分析及數(shù)學(xué)分析能力。[例2] (2011天津高考)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。(1)回旋加速器的原理如圖8－4－10，D1和D2是兩個中空的半徑為 R 的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為 f 的交流電源上，位于 D1圓心處的質(zhì)子源 A 能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略，重力不計)，它們在兩盒之間被電場加速，DD2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中。若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平均功率為 P，求輸出時質(zhì)子束的等效電流 I 與 P、B、R、f 的關(guān)系式(忽略質(zhì)子在電場中的運動時間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速)。圖8－4－10(2)試推理說明：質(zhì)子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑 r 的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差 Δr 是增大、減小還是不變？[思維流程]第一步：抓信息關(guān)鍵點關(guān)鍵點信息獲取(1)頻率為f的交流電源質(zhì)子在磁場中運動的周期T＝(2)質(zhì)子束輸出平均功率PP為單位時間從加速器射出的質(zhì)子的動能第二步：找解題突破口(1)由D型盒的半徑求出質(zhì)子射出的最大速度v
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