帶電粒子在電磁場中運(yùn)動的科技應(yīng)用-在線瀏覽
2024-08-03 22:06本頁面
【正文】 受到的洛侖茲力應(yīng)指向圓心，只有磁場的第一或第二個(gè)周期才滿足。因此，一個(gè)周期內(nèi)電子只能被加速一次?！ ≡谇芯€方向：， 在半徑方向：化簡得 將②式對時(shí)間微分得 由①③得 帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的科技應(yīng)用主要有示波器、靜電分選器、噴墨打印機(jī)。但也有部分省份以該情景命制計(jì)算題，如2008年的上海卷第23題?！ ±?．如圖5所示為示波管的結(jié)構(gòu)圖，其中電極YY′長L1=5cm，間距d1=2．5cm，其到熒光屏的距離x1=32．5 cm；電極XX′長L2=10cm，間距d2=2．5 cm,其到熒光屏的距離為x2=25cm．如果在電子槍上加1000V加速電壓，偏轉(zhuǎn)電極XX′、YY′上都沒有加電壓，電子束從金屬板小孔射出后,將沿直線傳播，打在熒光屏中心O點(diǎn)，在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。在圖中熒光屏上標(biāo)出亮斑的大體位置A。 ?。?）在YY′電極上加100V電壓，Y接正；XX′電極上加100V電壓，X接正。計(jì)算出OB的距離。 解析：（1）設(shè)電子經(jīng)過加速電壓U0后獲得速度為v0，由動能定理得 電子以v0速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電壓為U1的偏轉(zhuǎn)電場，將做類平拋運(yùn)動，設(shè)加速度為a1，則有 設(shè)偏轉(zhuǎn)角度為θ1，則 解得m ?。?）電子在豎直方向總偏轉(zhuǎn)量不變，仍為Y，但在水平方向有偏轉(zhuǎn)量，設(shè)總偏移為X， 故cm先分析受力情況再分析運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程（平衡、加速、減速,直線或曲線），然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題?！ щ娏Ｗ釉陔妶鲋屑铀俸驮诖艌鲋衅D(zhuǎn)的科技應(yīng)用主要是質(zhì)譜儀，質(zhì)譜儀有單聚焦質(zhì)譜儀、雙聚焦質(zhì)譜儀、飛行時(shí)間質(zhì)譜儀、串列加速質(zhì)譜儀等多種，且質(zhì)譜儀模型的變式較多，又能較好的考查考生的分析單一物體多過程問題的能力，為此深受命題者青睞，縱觀近幾年全國各地的高考試題，每年都以計(jì)算題的形式考查質(zhì)譜儀模型及其變式，突顯了物理與社會、科技、生活的聯(lián)系，體現(xiàn)了新課程改革的精髓。廣東）如圖6是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場?！ ．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外 D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小 解析：由粒子在電場中加速，可見粒子所受電場力向下，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場力水平向右，洛倫茲力水平向左，由左手定則判定，速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外，選項(xiàng)B正確；經(jīng)過速度選擇器時(shí)滿足，可知能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于，帶電粒子進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動則有，可見當(dāng)v相同時(shí)，所以可以用來區(qū)分同位素，且R越大，比荷就越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！ ↑c(diǎn)評：此題考查了質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)、原理和用途。一個(gè)質(zhì)量為、電量為的粒子沿兩板中心線以初速度水平射入，若在兩板之間加某一恒定電壓，粒子離開電場后垂直AB邊從D點(diǎn)進(jìn)入磁場，并垂直AC邊射出（不計(jì)粒子的重力），求： ?。?）上下兩極板間的電勢差； ?。?）若兩板間不加電壓，三角形區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里，要使粒子進(jìn)入磁場區(qū)域后能從AB邊射出，試求所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值?！ 〗馕觯海?）粒子以v0速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電壓為U的偏轉(zhuǎn)電場，做類平拋運(yùn)動，設(shè)加速度為a1，則有 解得 故 （2）如圖8所示，垂直AB邊進(jìn)入磁場，由幾何關(guān)系得，粒子離開電場時(shí)速度偏向角為，則粒子離開電場時(shí)瞬時(shí)速度的大小為 由幾何關(guān)系得： 三角形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，由牛頓第二定律得， 由牛頓第二定律得 點(diǎn)評：此題是質(zhì)譜儀的變式，將有界磁場變?yōu)槿切未艌?，仍然突出考查單一物體的多過程問題。解此類問題的關(guān)鍵是做出帶電粒子運(yùn)動的軌跡圖，抓住物理過程變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（列出對應(yīng)的狀態(tài)方程），找出粒子運(yùn)動的半徑與磁場邊界的約束關(guān)系。 4．速度選擇器北京）如圖10所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場。若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個(gè)同樣的粒子b（不計(jì)重力）
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