3-1__20xx__最新物理高考__第四节_带电粒子在复合场中的运动(编辑修改稿)

3-1__20xx__最新物理高考__第四节_带电粒子在复合场中的运动(编辑修改稿)内容摘要：

如图 9410 所示表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板 A、 B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为 v，两金属板的板长为 L，板间距离为 d，板平面的面积为 S，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于速度方向，负载电阻为 R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为 I，那么板间电离气体的电阻率为 ____________． 解析 ： 等离子体是 在高气压作用下被喷射入磁场的，所以正离子和电子的运动方向是相同的．在洛伦兹力的作用下，正离子向极板 B 方向偏转，负电子向极板 A 方向偏转，在极板间建立电场，形成电势差，在开路状态，当电场力与洛伦兹力平衡时，发电机电动势恒定，且 BvdU ； 电路闭合时， )SdR(I)rRI  （内外 UUU，可得：  = )( RIBdvdS ． 【 答案 】 )( RIBdvdS  考点 5. 回旋加 速器 剖析： 如图 9411 所示 组成：两个 D 形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压 U 作用：电场用来对粒子（质子、氛核 ,a 粒子等）加速，磁场用来使粒子回旋从而能反复加速．高能粒子是研究微观物理的重要手段． 9410 9411 10 要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期． 关于回旋加速器的几个问题 ： (1)回旋加速器中的 D 形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动‘ (2) 回旋加速器中所加交变电压的频率 f,与带电粒子做匀速圆周运动的 频率相等 : 12qBf Tm (3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式 2222122K q B RE m v m来计算，在粒子电量，、质量 m 和磁感应强度 B 一定的情况下，回旋加速器的半径 R 越大，粒子的能量就越大． [例题 5].回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图 9412，下列说法正确的是（ ） A0 运动到 A1 比粒子由 A2 运动到 A3 所用时间少 道半径与它的速率成正比 解析： 理解回旋加速度的工作原理，在磁场中做匀速圆周运动，T=qBm2,r=qBmv.故 A、 C 正确 .（粒子是通过加速电场才加速的） 答案： AC 【变式训练 5】 环型对撞机是研究高能粒子的重要装置．带电粒子被电压为 U 的电场加速后，注入对撞机的高真空环状空腔内，在匀强磁场中作半径恒定的匀速圆周运动．带电粒子局限在环状空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应．关于带电粒子的比荷 q/m、加 速电压 U 和磁感应强度 B 以及粒子运动的周期 T 的关系有如下判断：①对于给定的 U， q/m 越大，则 B 应越大；②对于给定的 U， q/m 越大，则 B 应 越小；③对于给定的带电粒子， U 越大，则 T 越小；④对于给定的带电粒子，不管 U 多大， T 都不变，其中正确的是（ ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【 解析 】在电场加速中，根据动能定理有： 221mvqU，令 k=q/m, 得kUmqUv 22  , 在洛伦兹力的作用下粒子作匀速圆周 运 动， 轨 道 半 径9412 11 Bqmvr kUBBkkU 212 ，kUrB 21，所以 ②正确 ，周期BqmT 2 Bk2, 对给定的带电粒子， k 为定值，周期只与磁感应强度成反比，与加速电压等无关，所以 ④正确． 答案： D 四、考能训练 A 基础达标 图 9413 中为一“滤速器”装置示意图． a、 b 为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔 O 进入 a、 b 两板之间．为了选取具有某种特定速率的电子，可在 a、 b 间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选 电子仍能够沿水平直线 OO39。 运动，由 O39。 射出．不计重力作用．可能达到上述目的的办法是（ ） a 板电势高于 b 板，磁场方向垂直纸面向里 a 板电势低于 b 板，磁场方向垂直纸面向里 a 板电势高于 b 板，磁场方向垂直纸面向外 a 板电势低于 b 板，磁场方向垂直纸面向外 对具有 相同动能的 α粒子和质子组成的粒子束，有可能把这两种粒子分开的方法是（不计重力， α粒子即氦的原子核） （ ） A． 使粒子束穿过一匀强电场区域 B． 使粒子束穿过一匀强磁场区域 C． 使粒子束 先后 穿过 两个磁感应强度不同 的匀强磁场区域 D． 使粒子束穿过一相互 正交 的匀强磁场与匀强电场并存的区域 用回旋加速器分别加速α粒子和质子时，若磁场相同，则加在两个 D 形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为 ( ) A． 1： 1 B． 1:2 C． 2:1 D． 1： 3 9413 12 如图 9414 所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为 V，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，当滑块沿斜面滑至底端，则滑至底端时的速率 ( ) A．变大 B．变小 C．不变 D．条件不足，无法判断 （ 20xx 年 长沙 一模） 匀强电场的方向平行纸面由下至上，电场强度为 E，匀强磁场方向垂直纸面由里向外，磁感应强度为 B，速度为 ｖ ０ 的带负电的粒子以垂直于电场和磁场的方向射入场区，恰好不会发生偏转 .则以下说法正确的是（） A．若入射粒子的速度 ｖ ＞ ｖ ０ ，而其他条件保持不变，则粒 子将向上偏转、且速度减小 B．若使磁感应强度增大而其他条件不变，则粒子将向下偏转、且运动轨迹为抛物线 C．若使电场强度增大而其他条件保持不变，则粒子将向下偏转，且速度增大 D．若使粒子的带电量增大而其他条件保持不变，则粒子将向下偏转 如图 9415 所示，水平放置的两个平行金属板 MN、 PQ 间存在匀强电场和匀强磁场 .MN板带正电， PQ 板带负电，磁场方向垂直纸面向里 .一带电微粒只在电场力和洛伦兹力作用下，从 I 点由静止开始沿曲线 IJK 运动，到达 K 点时速度为零， J 是曲线上离 MN 板最远的点 .以下几种说法中正确的是（ ） A． 在 I 点和 K 点的加速度大小相等，方向相同 B． 在 I 点和 K 点的加速度大小相等，方向不同 C． 在 J 点微粒受到的电场力小于洛伦兹力 D． 在 J 点微粒受到的电场力等于洛伦兹力 （ 09 年北京卷 19） 如图 9416 所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。 一带电粒子 a（不计重力）以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的 O′点（图中未标出）穿出。 若撤去该区域内。