重慶市萬州分水中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí)指導(dǎo)課件：第8章第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用實(shí)例(編輯修改稿)
2025-02-02 16:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 能量 ? 解析： 回旋加速器的兩個(gè) D形盒間隙分布周期性變化的電場，不斷地給帶電粒子加速使其獲得能量；而 D形盒處分布有恒定不變的磁場，具有一定速度的帶電粒子在 D形盒內(nèi)受到磁場的洛倫茲力提供的向心力而做圓周運(yùn)動(dòng)；洛倫茲力不做功，故不能使離子獲得能量， C錯(cuò)；離子源在回旋加速器的中心附近．所以正確選項(xiàng)為 A、 D. ? 答案： AD ? 4．質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場，如圖為質(zhì)譜儀的原理圖．設(shè)想有一個(gè)靜止的質(zhì)量為 m、帶電量為 q的帶電粒子 (不計(jì)重力 )，經(jīng)電壓為 U的加速電場加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的偏轉(zhuǎn)磁場中，帶電粒子打到底片上的 P點(diǎn)，設(shè) OP＝ x，則在圖中能正確反映 x與 U之間的函數(shù)關(guān)系的是 ( ) ? 答案： B 解析： 帶電粒子先經(jīng)加速電場加速，故 qU ＝12m v2，進(jìn)入磁場后偏轉(zhuǎn)， OP ＝ x ＝ 2 r ＝2 m vqB，兩式聯(lián)立得 OP ＝ x ＝8 mUB2q∝ U ，所以 B 正確． ? (2022大綱全國高考 )如圖，與水平面成45176。 角的平面 MN將空間分成 Ⅰ 和 Ⅱ 兩個(gè)區(qū)域．一質(zhì)量為 m、電荷量為 q(q＞ 0)的粒子以速度 v0從平面 MN上的 P0點(diǎn)水平向右射入 Ⅰ區(qū)．粒子在 Ⅰ 區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到大小不變、方向豎直向下的電場作用，電場強(qiáng)度大小為 E；在 Ⅱ 區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到勻強(qiáng)磁場的作用，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向垂直于紙面向里．求粒子首次從 Ⅱ 區(qū)離開時(shí)到出發(fā)點(diǎn) P0的距離．粒子的重力可以忽略． ? 解析： 帶電粒子進(jìn)入電場后，在電場力的作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)，其加速度方向豎直向下，設(shè)其大小為 a，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得 qE＝ ma ① 設(shè)經(jīng)過時(shí)間 t0，粒子從平面 MN 上的點(diǎn) P1進(jìn)入磁場，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和幾何關(guān)系得 v0t0＝12at20 ② 粒子速度大小 v1為 v1＝ v20＋ ? at0?2 ③ 設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為 α ，則 t an α ＝v0at0 ④ 此時(shí)粒子到出發(fā)點(diǎn) P0的距離為 s0＝ 2 v0t0 ⑤ 此后粒子進(jìn)入磁場， 在洛倫茲力作用下做 勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為 r1＝m v1qB ⑥ 設(shè)粒子首次離開磁場的點(diǎn)為 P2，弧 所對的圓心角為2 β ，則點(diǎn) P1到點(diǎn) P2的距離為 s1＝ 2 r1si n β ⑦ 由幾何關(guān)系得 α ＋ β ＝ 4 5176。 ⑧ 聯(lián)立 ①②③④⑥⑦⑧ 式得 s 1 ＝ 2m v 0qB ⑨ 點(diǎn) P 2 與點(diǎn) P 0 相距 l ＝ s 0 ＋ s 1 ⑩ 聯(lián)立 ①②⑤⑨⑩ 解得 l ＝2 m v 0q ????????2 v0E＋1B. 答案： 2 m v 0q ????????2 v 0E ＋1B ? “ 電偏轉(zhuǎn) ” 和 “ 磁偏轉(zhuǎn) ” 的比較 磁偏轉(zhuǎn) 電偏轉(zhuǎn) 受力特征 ① v 垂直于 B 時(shí)， FB＝ q v② v 不垂直于 B 時(shí)， FB＜q v B ， FB為變力，只改變v 的方向 B 無論 v 是否與 E 垂直， FE＝ qE ，F(xiàn)E為恒力 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 圓周運(yùn)動(dòng) ( v ⊥ B ) T ＝2π mqB，r ＝m vqB 類平拋運(yùn)動(dòng) ( v ⊥ E ) vx＝ v0， vy＝qEmt x ＝ v0t ， y ＝q E t22 m 偏轉(zhuǎn)情況 若沒有磁場邊界限制，粒子所能偏轉(zhuǎn)的角度不受限制 v ⊥ E ，偏轉(zhuǎn)角 θE＜π2，因做類平拋運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)偏轉(zhuǎn)角度往往不等 動(dòng)能變化 動(dòng)能不變 動(dòng)能發(fā)生變化 ? 【 變式訓(xùn)練 】 xOy中，第Ⅰ 象限存在沿 y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第 Ⅳ 象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場
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