人教版高考物理一轮总复习精品课件 第10单元 磁场 热点练(7)带电粒子在组合场中的运动.ppt

123456B2随y变化,设离子刚好到达x轴,在区域Ⅰ中的运动时间为t1,在区域Ⅱ中的运动时间为t2,则在x方向全过程用动量定理得q∑B1vyt1+q∑B2vyt2=mv-mvcosθ∑B1vyt1=B1L丙本课结束热点练(七)带电粒子在组合场中的运动1234561.如图所示,一个静止的、质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力),经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,随后粒子打至P点。设O、P两点间的距离为x,能够正确反映x与U之间的函数关系的图像是()B1234561234562.(多选)某种质谱仪的工作原理示意图如图所示。此质谱仪由以下几部分构成:粒子源N;PQ间电压恒为U的加速电场;静电分析器,即中心线半径为R的四分之一圆形通道,通道内有均匀辐射电场,方向沿径向指向圆心O,且与圆心O等距的各点电场强度大小相等;磁感应强度为B的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片M上时,可以通过测量位置来推算粒子的比荷,从而分析粒子的种类以及性质。由粒子源N发出的不同种类的带电粒子,经加速电场加速后从小孔S1进入静电分析器,其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器,并经小孔S2垂直磁场边界进入磁场,最终打到胶片上,其轨迹分别如图中的S1S2a和S1S2b所示。忽略带电粒子离开粒子源N时的初速度,不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是()123456A.粒子a可能带负电B.若只增大加速电场的电压U,粒子a可能沿曲线S1c运动C.粒子a经过小孔S1时的速度大于粒子b经过小孔S1时的速度D.粒子a在磁场中运动的时间一定大于粒子b在磁场中运动的时间答案BD123456解析由磁场方向及粒子的偏转方向,利用左手定则可确定,该粒子一定带正电,A错误;若只增大加速电场的电压U,粒子进入偏转电场的速度变大,静电力小于所需的向心力,粒子a可能沿曲线S1c运动,B正确;粒子在加速电场中加速,满足,在磁场中做匀速圆周运动,满足,联立可得,由图可知,粒子a的半径r较大,速度v较小,在偏转电场中粒子速度大小不变,故粒子a经过小孔S1时的速度小于粒子b经过小孔S1时的速度,C错误;结合以上分析可知,粒子a在磁场中运动时弧长长,速度小,故粒子a运动时间较长,D正确。1234563.(多选)回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略),它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后,再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间,则下列说法正确的是()A.若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大B.若只增大交变电压U,则质子在回旋加速器中运行的时间会变短C.若只将交变电压的周期变为2T,仍可用此装置加速质子D.质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为BD1234561234564.一台质谱仪的工作原理如图所示,大量的电荷量为+q、质量为2m的离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度忽略不计,经加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上。图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N时离子的运动轨迹。不考虑离子间的相互作用。(1)求离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;(2)在图中用斜线标出磁场中离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d。123456答案见解析123456(2)如图所示,最窄处位于过两虚线交点的垂线上1234565.(2023辽宁卷)如图所示,水平放置的两平行金属板间存在匀强电场,板长是板间距离的倍。金属板外有一圆心为O的圆形区域,其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q(q0)的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间,恰好从下板边缘P点飞出电场,并沿PO方向从图中O点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为,不计粒子重力。123456(1)求金属板间电势差U;(2)求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ;(3)仅改变圆形磁场区域的位置,使粒子仍从图中O点射入磁场,且在磁场中的运动时间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦,标出改变后的侧形磁场区域的圆心M。123456