人教版選擇性必修第二冊-14質(zhì)譜儀與回旋加速器-課時(shí)檢測(解析版)(編輯修改稿)
2025-04-05 06:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 正交,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,板間距離為d。c為偏轉(zhuǎn)分離器,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的正離子(不計(jì)重力),經(jīng)加速后,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求:(1)粒子的速度v為多少?(2)速度選擇器的電壓U2為多少?(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為多大?【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可求出速度v,根據(jù)電場力和洛倫茲力相等可得到v2,再根據(jù)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識可求得半徑。(1)在a中,粒子被加速電場U1加速,由動(dòng)能定理有eU1=mv2得v=。(2)在b中,粒子受的電場力和洛倫茲力大小相等,即e=evB1,代入v值得U2=B1d。(3)在c中,粒子受洛倫茲力作用而做圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑R=,代入v值解得R=。答案:(1) (2)B1d (3)9.(13分)(2018全國卷Ⅲ)如圖,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng),自M點(diǎn)垂直于磁場邊界射入勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面向里,磁場左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場的速度大小為v1,并在磁場邊界的N點(diǎn)射出。乙種離子在MN的中點(diǎn)射出。MN長為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求:(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。(2)甲、乙兩種離子的比荷之比。【解析】(1)甲離子經(jīng)過電場加速,據(jù)動(dòng)能定理有q1U=m1在磁場中偏轉(zhuǎn),洛倫茲力提供向心力,據(jù)牛頓第二定律有q1v1B=m1由幾何關(guān)系可得R1=聯(lián)立方程解得B=(2)乙離子經(jīng)過電場加速,同理有q2U=m2q2v2B=m2R2=聯(lián)立方程可得∶=1∶4答案:(1) (2)1∶410.(7分)如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,在加速帶電粒子時(shí),兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中,兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示。忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間,則下列判斷中正確的是 ( )
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