高二物理洛侖茲力-資料下載頁
2024-11-12 16:40本頁面
【導讀】一.洛侖茲力——運動電荷受到的磁場的作用力，洛侖茲力的方向——由左手定則判斷。方向；②洛侖茲力一定垂直于B和V所決定的平面。電荷的速度方向，不改變速度的大小。若帶電粒子速度方向與磁場方向平行，所受的洛侖茲力提供的，半徑跟粒子的運動速率成正比．運動的速率越大，q2分別是它們的帶電量.則q1帶___電、q2帶____電，荷質比之比為q1/m1:q2/m2＝___________.的坐標分別是多少?例3.如圖所示，水平導線中有穩(wěn)恒電流通過，沿a運動，軌跡為圓；沿a運動，曲率半徑越來越小；E1＝E2，r1＞r2；E1＜E2，r1＜r2.運動的離子，在磁場中可能到達的最大x＝，軸的交點離O點最遠,度為R.試求正離子在B點吸收的電量.不計重力，兩電子（）。周期與v、r無關,周期之比等于1:1,速度進入磁場，則旋轉半徑之比為。
【正文】 ） A．在 b、 n之間某點 B．在 n、 a之間某點 C． a點 D．在 a、 m之間某點 2020年北京 理綜 19 a d c b m n B v C 返回 如圖，在 x0,y0的空間中有恒定的勻強磁場，磁感強度的方向垂直于 Oxy平面向里，大小為 B?，F(xiàn)有一質量為 m、 電量為 q 的帶電粒子，在 x軸上到原點的距離為 x0的 P點，以平行于 y軸的初速度射入此磁場，在磁場作用下沿垂直于 y軸的方向射出此磁場。不計重力的影響。由這些條件可知， ( ) A． 不能確定粒子通過 y 軸時的位置 B． 不能確定粒子速度的大小 C． 不能確定粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間 D． 以上三個判斷都不對 04年春季理綜 22． x y O P x0 B D 返回 例 1如圖所示， abcd是一個邊長為 l 的正方形，它是磁感應強度為 B的勻強磁場橫截面的邊界線，一帶正電粒子從 ad邊的中點 O與 ab邊成 30176。 角且垂直于磁場的方向射入，若該帶電粒子所帶電荷量為 q、質量為 m（重力不計）則 （ 1） 該帶電粒子在磁場中飛行時間最長是多少？ （ 2）若要 帶電粒子飛行時間最長，帶電粒子的速度必須符合什么條件？ a d c b O v 30176。 解： （ 1）從 ab 邊射出飛行時間最長如圖示： ∴ t=5T/6=5πm／ 3qB （ 2）做圓周運動的半徑為 r=mv/qB r+rsin 30176。 ≤l / 2 即 mv/qB≤l /3 ∴ v ≤qBl ／ 3m 返回 3B． 陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運動的粒子流 ， 這些微觀粒子是 ． 若在如圖所示的陰極射線管中部加上垂直于紙面向里的磁場 ， 陰極射線將 (填 “ 向上 ”“ 向下 ”“ 向里 ”“ 向外 ” )偏轉 ． 向下 電子 2020年上海卷 3B. 陰極 陽極 + _ 返回 2020年全國卷 Ⅲ /23. 23 . ( 16 分 )圖中 MN表示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度大小為 B 。一帶電粒子從平板上的狹縫 O處以垂直于平板的初速 v射入磁場區(qū)域，最后到達平板上的 P 點。已知 B 、 v以及 P 到 O的距離 l ．不計重力 ,求此粒子的電荷 q與質量 m 之比。 P O M N B v l 解： 粒子初速 v垂直于磁場，粒子在磁場中受洛倫茲力而做勻速圓周運動，設其半徑為 R ， 由洛倫茲力公式和牛頓第二定律， 有 qvB=mv2/R 因粒子經(jīng) O點時的速度垂直于 OP ． 故 OP 是直徑， l=2R 由此得 q/m=2v／ Bl 返回 如圖 ,在一水平放置的平板 MN上方有勻強磁場 ,磁感應強度的大小為 B,磁場方向垂直于紙面向里 ,許多質量為 m,帶電量為 +q的粒子 ,以相同的速率 v沿位于紙面內的各個方向 ,由小孔 O射入磁場區(qū)域 ,不計重力 ,不計粒子間的相互影響 .下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域 ,其中 R=mv/ ? ( ) 2020年理綜全國卷 I/20 M N B O 2R R 2R M N O 2R R 2R M N O 2R 2R 2R M N O R 2R 2R M N O D. A. B. C. A 解見下頁 2R R 2R M N O 帶電量為 +q的粒子 ,以相同的速率 v沿位于紙面內的各個方向 ,由小孔 O射入磁場區(qū)域 ,由 R=mv/qB,各個粒子在磁場中運動的半徑均相同 , 在磁場中運動的軌跡圓圓心是在以 O為圓心、 以 R=mv/qB為半徑的 1/2圓弧上 ,如圖虛線示 : 各粒子的運動軌跡如圖實線示 : 帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域陰影部分如圖斜線示 解 :返回 2020年天津卷 25. (22分 )正電子發(fā)射計算機斷層（ PET）是分子水平上的人體功能顯像的國際領先技術，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。 （ 1） PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮 13是由小型回旋加速器輸出的高速質子轟擊氧 16獲得的，反應中同時還產(chǎn)生另一個粒子，試寫出該核反應方程。 （ 2） PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬 D形盒的半徑為 R，兩盒間距為 d，在左側 D形盒圓心處放有粒子源 S，勻強磁場的磁感應強度為 B，方向如圖所示。質子質量為 m，電荷量為 q。設質子從粒子源 S進入加速電場時的初速度不計，質子在加速器中運動的總時間為 t（其中已略去了質子在加速電場中的運動時間），質子在電場中的加速次數(shù)于回旋半周的次數(shù)相同，加速質子時的電壓大小可視為不變。求此加速器 所需的高頻電源頻率 f 和加速電壓 U。 （ 3）試推證當 R d 時，質子在電場中加速的 總時間相對于在 D形盒中回旋的時間可忽略不計 （質子在電場中運動時，不考慮磁場的影響）。 S d 高頻電源 導向板 B 核反應方程為 HeNHO 4213711168 ???解：（ 1） （ 2）設質子加速后最大速度為 v， 由牛頓第二定律有 qvB=mv2 /R 質子的回旋周期 T=2πR/v= 2πm／ qB 高頻電源的頻率 f=1/T= qB／ 2πm 質子加速后的最大動能 Ek=1/2 mv2 設質子在電場中加速的次數(shù)為 n，則 Ek=nqU 又 t=nT/2 可解得 U= πBR2／ 2t （ 3）在電場中加速的總時間為 t1=2nd/v 在 D形盒中回旋的總時間為 t2= nπR/v 故 t1/ t2 =2d /πR1 即當 Rd時， t1可忽略不計。 返回
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