2025高考物理二轮复习专题三-电场和磁场-第4讲 质谱仪、回旋加速器等组合场问题【课件】.pptx

第4讲质谱仪、回旋加速器等组合场问题

角度1质谱仪及其拓展角度2回旋加速器及其拓展角度3组合场收集带电粒子跟踪训练备用习题

组合场是指空间不同区域存在不重叠的多个电场或磁场，带电粒子依次通过这些区域，这类问题称作组合场问题，质谱仪和回旋加速器类问题都是属于组合场问题.求解组合场问题的基本思路：

角度1质谱仪及其拓展??

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角度2回旋加速器及其拓展例21932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动的特点，解决了粒子的加速问题.现在回旋加速器被广泛用于科学研究和医学设备中.回旋加速器的?

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技法点拨回旋加速器中,带电粒子在电场中加速,在磁场中回转,如图所示.

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角度3组合场收集带电粒子??

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(1)求进入圆形磁场中的粒子的速度大小;?

(2)电容器不加电压时,求能从电容器中穿出的粒子数占总粒子数的比;?

(3)两极板M、N之间加上如图乙所示的电压,要使接收板能接收到所有从平行板电容器中射出的粒子,则板的长度至少多长??

(4)当U=U0时,若接收板可以上下左右平移,要使接收板能接挡住所有从平行板电容器中射出的粒子,则板的长度至少为多长?[答案]0.4R?

2.如图所示为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场,其中MN和MN是间距为h的两平行极板,其上分别有正对的两个小孔O和O,ON=ON=d,P为靶点,OP=kd(k为大于1的整数),极板间存在方向向上的匀强电场,两极板间电压为U.质量为m、带电荷量为q的正离子从O点由静止开始加速,经O进入磁场区域.当离子打到极板上ON区域(含N点)或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在,离子可匀速穿过.忽略相对论效应和离子所受的重力.求:

(1)离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小;?

?(2)能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值;

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(3)打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间.?

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(1)求第二象限的磁场宽度d;?

(2)求匀强电场的电场强度E的大小;?

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(1)求进入圆形磁场中的粒子的速度大小；??

(2)两平行板间不加电压时，求能从两平行板间射出的粒子数占总粒子数的比例；?

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