【文章內容簡介】 絕緣桿上，若小球沿桿向下的初速度為v0時，小球恰好做勻速直線運動，已知重力加速度大小為g，小球電荷量保持不變，則以下說法正確的是(　　)A．小球的初速度v0＝B．若小球沿桿向下的初速度v＝，小球將沿桿做加速度不斷增大的減速運動，最后停止C．若小球沿桿向下的初速度v＝，小球將沿桿做加速度不斷減小的減速運動，最后停止D. 若小球沿桿向下的初速度v＝，則從開始運動到穩(wěn)定過程中，小球克服摩擦力做功為 BD　題型三 帶電粒子在復合場中運動的常見實例考向1　回旋加速器的工作原理【例6】(多選)(2018成都模擬)粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應強度為B的勻強磁場與金屬盒盒面垂直，高頻率交流電的頻率為f，加速器的電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質子質量為m，電荷量為＋e，在加速器中被加速．不考慮相對論效應，則下列說法正確是(　　)A．質子被加速后的最大速度不能超過2πRfB．加速的質子獲得的最大動能隨加速器的電壓U增大而增大C．質子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為∶1D．不改變磁感應強度B和交流電的頻率f，該加速器也可加速其它粒子AC　[質子出回旋加速器時速度最大，此時的半徑為R，最大速度為：v＝＝2πRf，故A正確；根據(jù)qvB＝m得，v＝，則粒子的最大動能Ekm＝mv2＝，與加速器的電壓無關，故B錯誤；粒子在加速電場中做勻加速運動，在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)qU＝mv2，得v＝，質子第二次和第一次經(jīng)過D形盒狹縫的速度比為∶1，根據(jù)r＝，則半徑比為∶1，故C正確；帶電粒子在磁場中運動的周期與加速電場的周期相等，根據(jù)T＝知，換用其它粒子，粒子的比荷變化，周期變化，回旋加速器需改變交流電的頻率才能加速其它粒子，故D錯誤．故選AC.]考向2　速度選擇器的工作原理【例7】在如圖所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直．一帶電粒子(重力不計)從左端以速度v沿虛線射入后做直線運動，則該粒子(　　) A．一定帶正電B．速度v＝C．若速度v＞，粒子一定不能從板間射出D．若此粒子從右端沿虛線方向進入，仍做直線運動B　考向3　質譜儀的工作原理【例7】質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具．如圖所示為質譜儀的原理示意圖，現(xiàn)利用質譜儀對氫元素進行測量．讓氫元素三種同位素的離子流從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場．加速后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中．氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質譜線”．則下列判斷正確的是(　　)A．進入磁場時速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚B．進入磁場時動能從大到小排列的順序是氕、氘、氚C．在磁場中運動時間由大到小排列的順序是氕、氘、氚D．a(chǎn)、b、c三條“質譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚A　[離子通過加速電場的過程，有qU＝mv2，因為氕、氘、氚三種離子的電量相同、質量依次增大，故進入磁場時動能相同，速度依次減小，故A項正確，B項錯誤；由T＝可知，氕、氘、氚三種離子在磁場中運動的周期依次增大，又三種離子在磁場中運動的時間均為半個周期，故在磁場中運動時間由大到小排列依次為氚、氘、氕，C項錯誤；由qvB＝m及qU＝mv2，可得R＝，故氕、氘、氚三種離子在磁場中的軌道半徑依次增大，所以a、b、c三條“質譜線”依次對應氚、氘、氕，D項錯誤．]【鞏固3】(多選)如圖所示，含有H、H、He的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器，沿直線O1O2運動的粒子在小孔O2處射出后垂直進入偏轉磁場，最終打在PP2兩點．則(　　)A．打在P1點的粒子是HeB．打在P2點的粒子是H和HeC．O2P2的長度是O2P1長度的2倍D．粒子在偏轉磁場中運動的時間都相等BC　[通過同一速度選擇器的粒子具有相同的速度，故H、H、He的速度相等，由牛頓第二定律得qvB2＝m，解得R＝，由此可知，設質子的質量為m，質子帶電量為q，H的半徑R1＝，H的半徑R2＝，He的半徑R3＝，故打在P1點的粒子是H，打在P2點的粒子是H和He，選項A錯誤，B正確；O2P1＝2R1＝，O2P2＝2R2＝，故O2P2＝2O2P1，選項C正確；粒子在磁場中運動的時間t＝＝，H運動的時間與H和He運動的時間不同，選項D錯誤．故選B、C.]基礎練習：考查點：速度選擇器1．如圖所示，一束質量、速度和電荷不全相等的離子，經(jīng)過由正交的勻強電場和勻強磁場組成的速度選擇器后，進入另一個勻強磁場中并分裂為A、B兩束，下列說法中正確的是(　　)A．組成A束和B束的離子都帶負電B．組成A束和B束的離子質量一定不同C．A束離子的比荷大于B束離子的比荷D．速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外[答案]　C　考查點：磁流體發(fā)電機2．(多選)磁流體發(fā)電機是利用洛倫茲力的磁偏轉作用發(fā)電的．A、B是兩塊處在磁場中互相平行的金屬板，一束在高溫下形成的等離子束(氣體在高溫下發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的帶等量異種電荷的粒子)射入磁場．下列說法正確的是(　　)A．B板是電源的正極B．A板是電源的正極C．電流從上往下流過電流表D．電流從下往上流過電流表[答案]　AD　考查點：電磁流量計3．如圖所示，電磁流量計的主要部分是柱狀非磁性管．該管橫截面是邊長為d的正方形，管內有導電液體水平向左流動．在垂直于液體流動方向上加一個水平指向紙里的勻強磁場，、(流量是指流過該管的液體體積與所用時間的比值)為(　　)A.　　　　　　　 B.C. D.[答案]　A　考查點：質譜儀4． A、B是兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷、不同的質量．為測定它們的質量比，使它們從質譜儀的同一加速電場由靜止開始加速，然后沿著與磁場垂直的方向進入同一勻強磁場，打到照相底片上．如果從底片上獲知A、B在磁場中運動軌跡的直徑之比是d1∶d2，則A、B的質量之比為(　　)A．d∶d B．d1∶d2C．d∶d D．d2∶d1 [答案]　A　分類鞏固：帶電粒子在組合場中的運動1．如圖所示，某種帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后，射入水平放置、電勢差為U2的兩導體板間的勻強電場中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U1和U2的變化情況為(不計重力，不考慮邊緣效應)(　　)A．d隨U1變化，d與U2無關B．d與U1無關，d隨U2變化C．d隨U1變化，d隨U2變化D．d與U1無關，d與U2無關A　[帶電粒子在電場