第5章學(xué)案5-資料下載頁(yè)
2024-11-19 21:59本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】[目標(biāo)定位]，.回旋加速器主要由哪幾部分組成？答案 兩個(gè)D形盒 磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子回旋，電場(chǎng)的作用是使帶電粒子加速.＝，決定于D形盒的半徑r和磁感應(yīng)強(qiáng)度B.，，，粒子的速度應(yīng)滿足什么條件？答案 粒子受電場(chǎng)力和洛倫茲力作用，電場(chǎng)力的方向向下，＝qvB，即v＝時(shí)粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng).，總結(jié)質(zhì)譜儀的構(gòu)造和各部分的作用，并簡(jiǎn)述質(zhì)譜儀的工作原理.答案 質(zhì)譜儀主要由以下幾部分組成：離子源、加速電場(chǎng)U1、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B2及照相底片.通過(guò)前兩式也可求得離子的比荷：＝.速度選擇器適用于正、負(fù)電荷.速度選擇器中的E、B1的方向具有確定的關(guān)系，僅改變其中一個(gè)方向，就不能對(duì)速度做出選擇.方法點(diǎn)撥 回旋加速器中粒子每旋轉(zhuǎn)一周被加速兩次，粒子射出時(shí)的最大速度(動(dòng)能)由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑?jīng)Q定，與加速電壓無(wú)關(guān).
【正文】 方向垂直于xOy平面向里，、電荷量為q的帶電粒子，從x軸上到原點(diǎn)的距離為x0的P點(diǎn)，以平行于y軸的初速度射入此磁場(chǎng)，( )圖7答案 D解析 帶電粒子以平行于y軸的初速度射入此磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場(chǎng)，故帶電粒子一定在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)了周期，從y軸上距O為x0處射出，回旋角為90176。，由r＝可得v＝＝，可求出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小，另有T＝＝，可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間，故選D.，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，( )圖8，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大答案 BD解析 由于粒子比荷相同，由r＝可知速度相同的粒子運(yùn)動(dòng)半徑相同，運(yùn)動(dòng)軌跡也必相同，由圖可知，粒子的軌跡直徑不超過(guò)磁場(chǎng)邊界一半時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角都相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間都為半個(gè)周期，而由T＝知所有粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)周期都相同，A、＝T＝、D.＋q，質(zhì)量為m的帶電粒子，沿如圖9所示的方向，從A點(diǎn)沿著與邊界夾角30176。、并且垂直磁場(chǎng)的方向，進(jìn)入到磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知磁場(chǎng)的上部沒(méi)有邊界，若離子的速度為v，則該粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，距離A點(diǎn)的距離( )圖9A. B. C. D.答案 A解析 帶電粒子將在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子從O點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，如圖所示：由對(duì)稱性，OA所對(duì)應(yīng)的圓心角為60176。.由Bqv＝得R＝，OA間的距離x＝R＝，所以選項(xiàng)A正確.，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離也為l，、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從兩極板間邊界中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是( )v答案 AB解析 如圖所示，帶電粒子剛好打在極板右邊緣時(shí)，有r＝(r1－)2＋l2又r1＝，所以v1＝粒子剛好打在極板左邊緣時(shí)，有r2＝＝，v2＝綜合上述分析可知，選項(xiàng)A、B正確.，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為－q、不計(jì)重力的帶電粒子從x軸上的P(a,0)點(diǎn)以速度v，沿與x軸正方向成60176。的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限，求：圖10(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)穿過(guò)第一象限的時(shí)間.答案 (1) (2)解析 (1)作出帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和軌跡，由圖中幾何關(guān)系知：Rcos 30176。＝a，得：R＝Bqv＝m得：B＝＝.(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t＝＝.，在某裝置中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，＝l0、y＝0處，一質(zhì)子沿y軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)；同一時(shí)刻，在x＝－l0、y＝0處，一個(gè)α粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，：圖11(1)如果質(zhì)子經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O，它的速度為多大？(2)如果α粒子與質(zhì)子經(jīng)最短時(shí)間在坐標(biāo)原點(diǎn)相遇，α粒子的速度應(yīng)為何值？方向如何？答案 (1) (2)，方向與x軸正方向的夾角為解析 (1)質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其圓心在x＝處，其半徑r1＝.又r1＝，可得v＝.(2)質(zhì)子從x＝l0處到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)O處的時(shí)間為tH＝，又TH＝，可得tH＝.α粒子的周期為Tα＝，可得tα＝兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由幾何關(guān)系得rα＝l0，又2evαB＝，解得vα＝，方向與x軸正方向的夾角為.
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