高三物理磁場對運動電荷的作用-資料下載頁
2024-11-09 08:40本頁面
【導(dǎo)讀】入射點，M為出射點，弧軌道的圓心O。射點作入射方向的垂線，即：φ=α=2θ=(回。射回，如圖8-2-4所示，于是形成多解。帶電粒子在部分是電場、部分是磁場的空間運動時，運動往往具有往復(fù)性，因而形成多解。度的條件下，正、負(fù)粒子在磁場中軌跡不同而形成雙解。在真空中，半徑r=3×10-2m的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，方向如圖8-2-5所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T，一。個帶正電的粒子，以初速度v=106m/s從磁場邊界上直徑ab的一端a射入磁場，已知該粒子的比荷q/m=108. 圓心角和偏轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，從而就可進(jìn)一步求出粒子在磁場中運動的時間問題。當(dāng)圓周運動所需要的向心力。要使偏轉(zhuǎn)角最大，就要求這段圓弧對應(yīng)的弦最長，即為場區(qū)的直徑，由幾何關(guān)系可知：sinθ=r/R=，當(dāng)α為60°時，為了。子質(zhì)量為m，電荷量為q，ad邊長為l，重力影響不計。試求粒子能從ab邊射出磁場的v0的范圍；則tmax=[(4/3)π]/(2π)·2πm/=4πm/。大小為B，方向垂直于紙面向外。質(zhì)點到達(dá)x軸上A點時，速度方向與x軸的夾角
【正文】 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Bm時，加速電場的頻率應(yīng)為 fBm=qBm/(2πm)，粒子的動能 Ek=1/2mv2 當(dāng) fBm≤fm時，粒子的最大動能由 Bm決定 qvmBm=mvm2/R 解得 Ekm=q2Bm2R2/(2m) 當(dāng) fBm≥fm時，粒子的最大動能由 fm決定 vm=2πfmR 解得 Ekm=2π2mfm2R2。 【 例 3】 ［ 2020年高考江蘇物理卷］ 1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器?；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D 8211所示，置于 高真空中的 D形金屬盒半徑為 R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場與盒面 垂直。 A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為 m、電荷量為 +q，在加速器中被加速，加速電壓為 U。加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和 重力作用。 (1)求粒子第 2次和第 1次經(jīng)過兩 D形盒間狹縫后軌道半徑之比； (2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間 t； (3)實際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加 速電場頻率的最大值分別為 Bm、 fm，試討論粒子能獲得的最大動能 Ekm。 熱點三 洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù) 圖 8211 【 答案 】 (1) :1 (2) πBR2/(2U) (3)2π2mfm2R2 2214mUBq12mUBq 3 【 答案 】 m=qd2B2/(8U) 如圖 8212所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作 原理示意圖。設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入 圖示的容器 A中，使它受到電子束轟擊，失去一個 電子成為正一價的分子離子。分子離子從狹縫 S1以 很小的速度進(jìn)入電壓為 U的加速電場區(qū) (初速度不計 )，加速后，再通過狹縫S S3射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面 PQ，最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面且平行于狹縫 S3的細(xì)線。若測得細(xì)線到狹縫 S3的距離為 d，導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量 m的表達(dá)式。 圖 8212
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