專(zhuān)題九第3講帶電粒子的復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)配套(參考版)
2025-05-13 22:20本頁(yè)面
【正文】 第 3 講 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn) 1 帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．組合場(chǎng)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的有界電場(chǎng)、磁場(chǎng)拼合而成 的復(fù)合場(chǎng) (不計(jì)重力 )． 2．特點(diǎn)： (1)組合場(chǎng)內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)也是組合的，在磁場(chǎng)中粒子往往做 運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)中通常做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速曲線 運(yùn)動(dòng) (電偏轉(zhuǎn) )． (2)由于粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)進(jìn)出磁場(chǎng)的 速度方向確定軌跡圓心，根據(jù)幾何關(guān)系求出軌道半徑和運(yùn)動(dòng)時(shí) 間；而當(dāng)“切換”到偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的軌跡、性質(zhì)等發(fā)生變 化，則應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律如速度、位移公式等解決問(wèn)題． 勻速圓周 初速釋放 )： ；利用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)： r＝ 3．組合場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 (1)質(zhì)譜儀 (如圖 931) ① 用途：是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具． ②原理：先用電場(chǎng)加速，再進(jìn)入磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)．利用電場(chǎng)加速 (無(wú) 2mE kqB ＝2mUqB 2 . qU ＝ E k ＝12 mv 2 量，可由公式 ② 原理：電場(chǎng)用來(lái)對(duì)粒子加速，磁場(chǎng)用來(lái)使粒子回旋從而 能反復(fù)加速；回旋加速器中所加交變電壓的頻率 f，與帶電粒子 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等；回旋加速器最后使粒子得到的能 來(lái)計(jì)算，在粒子電量、質(zhì)量和磁 場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度一定的情況下，回旋加速器的半徑 R 越大，粒子 的能量就越 ． E k ＝ 12 mv 2 ＝ q2 B 2 R 22m 大 (2)回旋加速器（如圖 932所示） ①用途：產(chǎn)生大量高能量帶電粒子的實(shí)驗(yàn)設(shè)備． 1． (單選 )如圖 9－ 3－ 3 所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間 電勢(shì)差為 U, 帶電粒子以某一初速度 v0 沿平行于兩板的方向從 兩板正中間射入，穿過(guò)兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎 直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的 M、 N 兩點(diǎn)間的距 離 d 隨著 U 和 v0 的變化情況為 ( ) A A． d 隨 v0 增大而增大， d 與 U 無(wú)關(guān) B． d 隨 v0 增大而增大， d 隨 U 增大而增大 C． d 隨 U 增大而增大， d 與 v0 無(wú)關(guān) D． d 隨 v0 增大而增大， d 隨 U 增大而減小 圖 9－ 3－ 3 圖 40 解析：帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度的偏轉(zhuǎn)角為 θ ，如圖 40 所示，有： cos θ ＝v 0v，又 R ＝mvBq，而 d ＝ 2Rcos θ ＝ 2mvBqcos θ ＝2mv 0Bq， A 正確． 圖 9－ 3－ 4 A．增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B．增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓 C．增大 D 形金屬盒的半徑 D．減小狹縫間的距離 2． (雙選 )回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心 部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè) D 形金屬盒，兩盒間 的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能 得到加速，兩 D 形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖 9 － 3－ 4 所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說(shuō)法中正 確的是 ( ) AC 3． (單選 )(福建泉州 2021 屆高三聯(lián)考 )如圖 9－ 3－
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