2019屆高考物理總復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)第三節(jié)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)測(cè)習(xí)題.docx

第三節(jié)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)生用書P185【基礎(chǔ)梳理】一、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1復(fù)合場(chǎng)的分類(1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)在同一區(qū)域共存，或其中某兩場(chǎng)共存(2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，或在同一區(qū)域，電場(chǎng)、磁場(chǎng)交替出現(xiàn)2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí)，將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小相等、方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(3)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例1質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片等構(gòu)成(2)原理：粒子由靜止在加速電場(chǎng)中被加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式qUmv_2粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvBm.由以上兩式可得出需要研究的物理量，如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷r_，m，2速度選擇器(如圖所示)(1)平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來(lái)，所以叫做速度選擇器(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過(guò)速度選擇器的條件是qEqvB，即v.3回旋加速器(1)組成：如圖所示，兩個(gè)D形盒(靜電屏蔽作用)，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電場(chǎng)(2)作用：電場(chǎng)用來(lái)對(duì)粒子(質(zhì)子、粒子等)加速，磁場(chǎng)用來(lái)使粒子回旋從而能反復(fù)加速(3)加速原理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，f；回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式Ekmv2來(lái)計(jì)算，在粒子電荷量、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定的情況下，回旋加速器的半徑R越大，粒子的能量就越大粒子最終得到的能量與加速電壓的大小無(wú)關(guān)電壓大，粒子在盒中回旋的次數(shù)少；電壓小，粒子回旋次數(shù)多，但最后獲得的能量一定4磁流體發(fā)電機(jī)(1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能(2)根據(jù)左手定則，如圖中的B是發(fā)電機(jī)正極(3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為L(zhǎng)，等離子體速度為v，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則由qEqqvB得兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差UBLv5電磁流量計(jì)工作原理：如圖所示，圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流動(dòng)，導(dǎo)電液體中的自由電荷(正、負(fù)離子)，在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差，形成電場(chǎng)，當(dāng)自由電荷所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定，即：qvBqEq，所以v，因此液體流量QSv【自我診斷】 判一判(1)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受洛倫茲力和重力時(shí)，不可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)()(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中不可能處于靜止?fàn)顟B(tài)()(3)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)()(4)不同比荷的粒子在質(zhì)譜儀磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同()(5)粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期都隨粒子速度的增大而增大()(6)在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的粒子的比荷可能不同()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做(2018江蘇常州高級(jí)中學(xué)高三月考)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源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(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，如圖所示設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電頻率為f.則下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2fRB質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小有關(guān)C高頻電源只能使用矩形交變電流，不能使用正弦式交變電流D不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速粒子提示：選A.由T，T，可得質(zhì)子被加速后的最大速度為2fR，其不可能超過(guò)2fR，質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；高頻電源可以使用正弦式交變電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；要加速粒子，高頻交流電周期必須變?yōu)榱Ｗ釉谄渲凶鰣A周運(yùn)動(dòng)的周期，即T，故D錯(cuò)誤洛倫茲力在科技中的應(yīng)用學(xué)生用書P186【知識(shí)提煉】常見科學(xué)儀器的原理裝置原理圖規(guī)律速度選擇器若qv0BEq，即v0，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)磁流體發(fā)電機(jī)等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負(fù)電荷，兩極板間電壓為U時(shí)穩(wěn)定，qqv0B，Uv0Bd霍爾效應(yīng)電流方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的載流導(dǎo)體，在與電流、磁場(chǎng)方向均平行的表面上出現(xiàn)電勢(shì)差霍爾電勢(shì)差，其值Uk(k為霍爾系數(shù))電磁流量計(jì)qqvB，所以v，所以QvS續(xù)表裝置原理圖規(guī)律質(zhì)譜儀帶電粒子經(jīng)U加速，從A孔入射經(jīng)偏轉(zhuǎn)打到P點(diǎn)，qUmv，得v0 .APd2r .比荷回旋加速器D形盒分別接在頻率為f的高頻交流電源兩極，帶電粒子被窄縫間電場(chǎng)加速，在D形盒內(nèi)偏轉(zhuǎn)【典題例析】(2016高考全國(guó)卷)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場(chǎng)加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場(chǎng)若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場(chǎng)，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比值約為()A11B12C121 D144審題指導(dǎo)若兩粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開，則意味著其運(yùn)動(dòng)半徑相等，由磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑公式代入求解即可解析設(shè)加速電壓為U，質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，原來(lái)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)子質(zhì)量為m，一價(jià)正離子質(zhì)量為M.質(zhì)子在入口處從靜止開始加速，由動(dòng)能定理得，eUmv，質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，ev1Bm；一價(jià)正離子在入口處從靜止開始加速，由動(dòng)能定理得，eUMv，該正離子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為12B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑仍為r，洛倫茲力提供向心力，ev212BM；聯(lián)立解得Mm1441，選項(xiàng)D正確答案D【遷移題組】 遷移1電磁流量計(jì)的應(yīng)用1.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及一對(duì)磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示由于血液中的正、負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160 V，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040 T則血流速度的近似值和電極a、b的正、負(fù)為()A1.3 m/s，a正、b負(fù)B2.7 m/s，a正、b負(fù)C1.3 m/s，a負(fù)、b正D2.7 m/s，a負(fù)、b正解析：選A.由左手定則可判定正離子向上運(yùn)動(dòng)，負(fù)離子向下運(yùn)動(dòng)，所以a正、b負(fù)，達(dá)到平衡時(shí)離子所受洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，所以有：qvBq，代入數(shù)據(jù)解得v1.3 m/s，故選A. 遷移2磁流體發(fā)電機(jī)的應(yīng)用2.(多選)如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖金屬板M、N之間的距離為d20 cm，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B5 T，方向垂直紙面向里現(xiàn)將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，整體呈中性)從左側(cè)噴射入磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在M、N兩板間接入的額定功率為P100 W的燈泡正常發(fā)光，且此時(shí)燈泡電阻為R100 ，不計(jì)離子重力和發(fā)電機(jī)內(nèi)阻，且認(rèn)為離子均為一價(jià)離子，則下列說(shuō)法中正確的是()A金屬板M上聚集負(fù)電荷，金屬板N上聚集正電荷B該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為100 VC離子從左側(cè)噴射入磁場(chǎng)的初速度大小為103 m/sD每秒鐘有6.251018個(gè)離子打在金屬板N上解析：選BD.由左手定則可知，射入的等離子體中正離子將向金屬板M偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子將向金屬板N偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于不考慮發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻，由閉合電路歐姆定律可知，電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源的路端電壓，所以EU100 V，選項(xiàng)B正確；由Bqvq可得v100 m/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；每秒鐘經(jīng)過(guò)燈泡L的電荷量QIt，而I1 A，所以Q1 C，由于離子為一價(jià)離子，所以每秒鐘打在金屬板N上的離子個(gè)數(shù)為n6.251018(個(gè))，選項(xiàng)D正確 遷移3霍爾效應(yīng)的分析3.(2018浙江嘉興一中高三測(cè)試)如圖所示，X1、X2，Y1、Y2，Z1、Z2分別表示導(dǎo)體板左、右，上、下，前、后六個(gè)側(cè)面，將其置于垂直Z1、Z2面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流I通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的兩側(cè)面之間產(chǎn)生霍爾電壓UH.已知電流I與導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n、電子電荷量e、導(dǎo)體橫截面積S和電子定向移動(dòng)速度v之間的關(guān)系為IneSv.實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)體板尺寸、電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變，下列說(shuō)法正確的是()A導(dǎo)體內(nèi)自由電子只受洛倫茲力作用BUH存在于導(dǎo)體的Z1、Z2兩面之間C單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n越大，UH越小D通過(guò)測(cè)量UH，可用R求得導(dǎo)體X1、X2兩面間的電阻解析：選C.由于磁場(chǎng)的作用，電子受洛倫茲力，向Y2面聚集，在Y1、Y2平面之間累積電荷，在Y1、Y2之間產(chǎn)生了勻強(qiáng)電場(chǎng)，故電子也受電場(chǎng)力，故A錯(cuò)誤；電子受洛倫茲力，向Y2面聚集，在Y1、Y2平面之間累積電荷，在Y1、Y2之間產(chǎn)生了電勢(shì)差UH，故B錯(cuò)誤；電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡狀態(tài)，有：qvBqE，其中：E(d為Y1、Y2平面之間的距離)根據(jù)題意，有：IneSv，聯(lián)立得到：UHBvdBd，故單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n越大，UH越小，故C正確；由于UHBd，與導(dǎo)體的電阻無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤 遷移4回旋加速器的應(yīng)用4(2016高考浙江卷)為了進(jìn)一步提高回旋加速器的能量，科學(xué)家建造了“扇形聚焦回旋加速器”在扇形聚焦過(guò)程中，離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋轉(zhuǎn)扇形聚焦磁場(chǎng)分布的簡(jiǎn)化圖如圖所示，圓心為O的圓形區(qū)域等分成六個(gè)扇形區(qū)域，其中三個(gè)為峰區(qū)，三個(gè)為谷區(qū)，峰區(qū)和谷區(qū)相間分布峰區(qū)內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，谷區(qū)內(nèi)沒有磁場(chǎng)質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子，以不變的速率v旋轉(zhuǎn)，其閉合平衡軌道如圖中虛線所示(1)求閉合平衡軌道在峰區(qū)內(nèi)圓弧的半徑r，并判斷離子旋轉(zhuǎn)的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；(2)求軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角，及離子繞閉合平衡軌道旋轉(zhuǎn)的周期T；(3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，新的閉合平衡軌道在一個(gè)峰區(qū)內(nèi)的圓心角變?yōu)?0，求B和B的關(guān)系已知：sin ()sin cos cos sin ，cos 12sin2.解析：(1)峰區(qū)內(nèi)圓弧半徑r旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針(2)由對(duì)稱性，峰區(qū)內(nèi)圓弧的圓心角每個(gè)圓弧的長(zhǎng)度l每段直線長(zhǎng)度L2rcos r周期T代入得T.(3)谷區(qū)內(nèi)的圓心角1209030谷區(qū)內(nèi)的軌道圓弧半徑r由幾何關(guān)系rsin rsin 由三角關(guān)系sin sin 15代入得BB.答案：見解析 遷移5質(zhì)譜儀的應(yīng)用5(2017高考江蘇卷)一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為0，經(jīng)加速后，通過(guò)寬為L(zhǎng)的狹縫MN沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上已知甲、乙兩種離子的電荷量均為q，質(zhì)量分別為2m和m，圖中虛線為經(jīng)過(guò)狹縫左、右邊界M、N的甲種離子的運(yùn)動(dòng)軌跡不考慮離子間的相互作用 (1)求甲種離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x；(2)在圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過(guò)的區(qū)域，并求該區(qū)域最窄處的寬度d；(3)若考慮加速電壓有波動(dòng)，在(U0U )到(U0U )之間變化，要使甲、乙兩種離子在底片上沒有重疊，求狹縫寬度L滿足的條件解析：(1)設(shè)甲種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r1.電場(chǎng)加速qU02mv2且qvB2m解得r1 根據(jù)幾何關(guān)系x2r1L解得x L.(2)如圖所示最窄處位于過(guò)兩虛線交點(diǎn)的垂線上dr1解得d .(3)設(shè)乙種離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r2r1的最小半徑r1min r2的最大半徑r2max 由題意知2r1min2r2maxL即 L解得L 2答案：見解析帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)生用書P188【知識(shí)提煉】1帶電體在疊加場(chǎng)中無(wú)約束情況下的運(yùn)動(dòng)情況分類(1)磁場(chǎng)力、重力并存若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，故機(jī)械能守恒，由此可求解問(wèn)題(2)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)若重力與電場(chǎng)力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若合力不為零且與速度方向不垂直，將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，可用能量守恒或動(dòng)能定理求解問(wèn)題2帶電體在疊加場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，除受場(chǎng)力外，還受彈力、摩擦力作用，常見的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)解題要通過(guò)受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果【典題例析】(2015高考福建卷)如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng)A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g.(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf；(3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vP.審題指導(dǎo)(1)理解帶電體運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的臨界條件，進(jìn)行受力分析求解問(wèn)題(2)A到C過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理求解(3)撤去磁場(chǎng)后帶電體將做類平拋運(yùn)動(dòng)解析(1)小滑塊沿MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程，水平方向受力滿足qvBNqE小滑塊在C點(diǎn)離開MN時(shí)N0解得vC.(2)由動(dòng)能定理得mghWfmv0解得Wfmgh.(3)如圖，小滑塊速度最大時(shí)，速度方向與電場(chǎng)力、重力的合力方向垂直撤去磁場(chǎng)后小滑塊將做類平拋運(yùn)動(dòng)，等效加速度為g，g 且vvg2t2解得vP .答案(1)(2)mgh(3) 分析帶電體在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的三種觀點(diǎn)(1)力的觀點(diǎn)：在力學(xué)中我們知道力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因，在分析帶電物體在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣要把握住“力以及力的變化”這一根本一般而言，重力大小、方向不變(有時(shí)明確要求不計(jì)重力)；勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電物體受電場(chǎng)力大小、方向都不變；洛倫茲力隨帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而發(fā)生變化 (2)運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)：帶電物體在復(fù)合場(chǎng)中可以設(shè)計(jì)出多階段、多形式、多變化、具有周期性的運(yùn)動(dòng)過(guò)程在分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)，主要把握住以下幾個(gè)方面：在全面把握粒子受力以及力的變化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，始終抓住力和運(yùn)動(dòng)之間相互促進(jìn)、相互制約的關(guān)系如速度的變化引起洛倫茲力變化，洛倫茲力變化又可能引起彈力和摩擦力的變化，從而引起合外力的變化，合外力的變化又引起加速度和速度的變化，速度變化反過(guò)來(lái)又引起洛倫茲力的變化，在這一系列變化中，力和運(yùn)動(dòng)相互促進(jìn)、相互制約準(zhǔn)確劃分粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的不同運(yùn)動(dòng)階段、不同運(yùn)動(dòng)形式，以及不同運(yùn)動(dòng)階段、不同運(yùn)動(dòng)形式之間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和臨界點(diǎn)，只有明確粒子在某一階段的運(yùn)動(dòng)形式后，才能確定解題所用到的物理規(guī)律明確不同運(yùn)動(dòng)階段、不同的運(yùn)動(dòng)形式所遵循的物理規(guī)律，包括物理規(guī)律使用時(shí)所必須滿足的條件；設(shè)定未知量，表述原始物理規(guī)律式 (3)能量的觀點(diǎn)：由于帶電物體在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，除重力、電場(chǎng)力以外還有洛倫茲力參與，而洛倫茲力是隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變而變化，使合外力是一個(gè)變力，運(yùn)動(dòng)形式可能為變加速運(yùn)動(dòng)，對(duì)這類問(wèn)題應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)不能有效解決但從力對(duì)物體做功的角度看，由于洛倫茲力方向始終垂直于速度方向，洛倫茲力對(duì)粒子不做功，運(yùn)用動(dòng)能定理或能量守恒的觀點(diǎn)來(lái)處理這類問(wèn)題時(shí)往往能“柳暗花明”【遷移題組】 遷移1帶電體在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.在如圖所示的豎直平面內(nèi)，水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r m的光滑圓弧軌道分別相切于D點(diǎn)和G點(diǎn)，GH與水平面的夾角37.過(guò)G點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.25 T；過(guò)D點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度E1104 N/C.小物體P1質(zhì)量m 2103 kg、電荷量q8106 C，受到水平向右的推力F9.98103 N的作用，沿CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)D點(diǎn)后撤去推力當(dāng)P1到達(dá)傾斜軌道底端G點(diǎn)時(shí)，不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0.1 s與P1相遇P1和P2與軌道CD、GH間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，物體電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力求：(1)小物體P1在水平軌道CD上運(yùn)動(dòng)速度v的大??；(2)傾斜軌道GH的長(zhǎng)度s.解析：(1)設(shè)小物體P1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v，受到向上的洛倫茲力為F1，受到的摩擦力為f，則F1qvBf(mgF1)由題意，水平方向合力為零Ff0聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得v4 m/s.(2)設(shè)P1在G點(diǎn)的速度大小為vG，由于洛倫茲力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理qErsin mgr(1cos )mvmv2P1在GH上運(yùn)動(dòng)，受到重力、支持力、電場(chǎng)力和摩擦力的作用，設(shè)加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律qEcos mgsin (mgcos qEsin )ma1P1與P2在GH上相遇時(shí)，設(shè)P1在GH上運(yùn)動(dòng)的距離為s1，則s1vGta1t2設(shè)P2質(zhì)量為m2，在GH上運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，則m2gsin m2gcos m2a2P1與P2在GH上相遇時(shí)，設(shè)P2在GH上運(yùn)動(dòng)的距離為s2，則s2a2t2ss1s2聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)得s0.56 m.答案：(1)4 m/s(2)0.56 m. 遷移2帶電體在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2(2016高考天津卷)如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E5 N/C，同時(shí)存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向與電場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.5 T有一帶正電的小球，質(zhì)量m1106 kg，電荷量q2106 C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)撤掉磁場(chǎng)(不考慮磁場(chǎng)消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，取g10 m/s2，求：(1)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向；(2)從撤掉磁場(chǎng)到小球再次穿過(guò)P點(diǎn)所在的這條電場(chǎng)線經(jīng)歷的時(shí)間t.解析：(1)小球勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受力如圖，其所受的三個(gè)力在同一平面內(nèi)，合力為零，則qvB代入數(shù)據(jù)解得v20 m/s速度v的方向斜向右上方，與電場(chǎng)E的方向之間的夾角滿足tan 代入數(shù)據(jù)解得tan ，60.(2)法一：撤去磁場(chǎng)，小球在重力與電場(chǎng)力的合力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為a，有a 設(shè)撤去磁場(chǎng)后小球在初速度方向上的分位移為x，有xvt設(shè)小球在重力與電場(chǎng)力的合力方向上分位移為y，有yat2a與mg的夾角和v與E的夾角相同，均為，又tan 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得t2 s3.5 s.法二：撤去磁場(chǎng)后，由于電場(chǎng)力垂直于豎直方向，它對(duì)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)沒有影響，以P點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為正方向，小球在豎直方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，其初速度為vyvsin 若使小球再次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)所在的電場(chǎng)線，僅需小球的豎直方向上分位移為零，則有vytgt20聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得t2 s3.5 s答案：見解析學(xué)生用書P1891(2017高考全國(guó)卷)如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上(與紙面平行)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里三個(gè)帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc.已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)下列選項(xiàng)正確的是() AmambmcBmbmamcCmcmamb Dmcmbma解析：選B.該空間區(qū)域?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的疊加場(chǎng)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知其重力與所受到的電場(chǎng)力平衡，洛倫茲力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有magqE，解得ma.b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由左手定則可判斷出其所受洛倫茲力方向豎直向上，可知mbgqEqvbB，解得mb.c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由左手定則可判斷出其所受洛倫茲力方向豎直向下，可知mcgqvcBqE，解得mc.綜上所述，可知mbmamc，選項(xiàng)B正確2.如圖所示，一段長(zhǎng)方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長(zhǎng)都為a和b，內(nèi)有帶電量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí)，測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢(shì)比下表面的低由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為()A.，負(fù) B，正C.，負(fù) D，正解析：選C.準(zhǔn)確理解電流的微觀表達(dá)式，并知道穩(wěn)定時(shí)電荷受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，是解決本題的關(guān)鍵由于上表面電勢(shì)低，根據(jù)左手定則判斷出自由運(yùn)動(dòng)電荷帶負(fù)電，排除B、D兩項(xiàng)電荷穩(wěn)定時(shí)，所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，|q|q|vB ，由電流的微觀表達(dá)式知：I|q|nSv|q|nabv ，由聯(lián)立，得n，故選項(xiàng)C正確3(多選)如圖所示，豎直放置的兩塊很大的平行金屬板a、b，相距為d，ab間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，今有一帶正電的微粒從a板下邊緣以初速度v0豎直向上射入電場(chǎng)，當(dāng)它飛到b板時(shí)，速度大小不變，而方向變?yōu)樗椒较?，且剛好從高度也為d的狹縫穿過(guò)b板而進(jìn)入bc區(qū)域，bc區(qū)域的寬度也為d，所加電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于，重力加速度為g，則下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)的有關(guān)說(shuō)法正確的是()A粒子在ab區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為B粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑r2dC粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為D粒子在ab、bc區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為解析：選ABD.粒子在ab區(qū)域，豎直方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，由v0gt得t，故A正確；水平方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，ag，則qEmg，進(jìn)入bc區(qū)域，電場(chǎng)力大小未變方向豎直向上，電場(chǎng)力與重力平衡，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由qv0B，得r，代入數(shù)據(jù)得r，又v2gd，故r2d，B正確；在bc區(qū)域，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)圓心角為，sin ，運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t，故C錯(cuò)誤；粒子在ab區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也可以表示為：t，故總時(shí)間t總，故D正確4(2015高考重慶卷)如圖為某種離子加速器的設(shè)計(jì)方案兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)其中MN和MN是間距為h的兩平行極板，其上分別有正對(duì)的兩個(gè)小孔O和O，ONONd，P為靶點(diǎn)，OPkd(k為大于1的整數(shù))極板間存在方向向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩極板間電壓為U.質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子從O點(diǎn)由靜止開始加速，經(jīng)O進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域當(dāng)離子打到極板上ON區(qū)域(含N點(diǎn))或外殼上時(shí)將會(huì)被吸收，兩虛線之間的區(qū)域無(wú)電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在，離子可勻速穿過(guò)，忽略相對(duì)論效應(yīng)和離子所受的重力求：(1)離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)僅加速一次后能打到P點(diǎn)所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；(2)能使離子打到P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的所有可能值；(3)打到P點(diǎn)的能量最大的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間解析：(1)離子經(jīng)一次加速的速度為v0，由動(dòng)能定理得qUmv離子的軌道半徑為R0，則R0kd由洛倫茲力提供向心力，qv0Bm聯(lián)立式得B.(2)設(shè)離子在電場(chǎng)中經(jīng)過(guò)n次加速后到達(dá)P點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理和牛頓第二定律得nqUmvqvnBmrn聯(lián)立式解得vn ，B當(dāng)離子經(jīng)過(guò)第一次加速，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，qUmvqv1Bm聯(lián)立式解得r1由于qvB，所以a，隨下落速度v的增大a逐漸增大；當(dāng)qEqvB之后，其a，隨下落速度v的增大a逐漸減?。蛔詈骯0，小球勻速下落，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤4.速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后分成甲、乙兩束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，其中S0AS0C，則下列說(shuō)法中正確的是()A甲束粒子帶正電，乙束粒子帶負(fù)電B甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷C能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于D若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為32解析：選B.由左手定則可判定甲束粒子帶負(fù)電，乙束粒子帶正電，A錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)滿足B2qvm，即，由題意知r甲r乙，所以甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷，B正確；由qEB1qv知能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于，C錯(cuò)誤；由知，D錯(cuò)誤5如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)不計(jì)粒子重力下列說(shuō)法不正確的是()A粒子一定帶正電B加速電場(chǎng)的電壓UERC直徑PQD若一群離子從靜止開始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子具有相同的比荷解析：選C.由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，根據(jù)左手定則可得，粒子帶正電，選項(xiàng)A正確；由粒子在加速電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)，則有qUmv2，又粒子在靜電分析器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)力提供向心力，則有qE，解得U，選項(xiàng)B正確；粒子在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，則有qvB，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打在Q點(diǎn)，可得PQ2r，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若離子從靜止開始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r相同，由于加速電場(chǎng)、靜電分析器與磁分析器都相同，則該群離子具有相同的比荷，選項(xiàng)D正確6.(2018長(zhǎng)春模擬)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域如圖所示是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，CD兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差UCD，下列說(shuō)法正確的是()A電勢(shì)差UCD僅與材料有關(guān)B若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢(shì)差UCD0C僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢(shì)差UCD可能不變D在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平解析：選B.霍爾元件穩(wěn)定后，通過(guò)霍爾元件的載流子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力相等，即qqvB，得|UCD|Bdv，與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由左手定則可知，載流子受到由D指向C方向的洛倫茲力，若載流子為電子，則電子向C側(cè)偏轉(zhuǎn)，UCD0，B項(xiàng)正確；根據(jù)|UCD|Bdv可知，僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，電勢(shì)差|UCD|一定增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；地球赤道上方地磁場(chǎng)由南向北，測(cè)定地磁場(chǎng)時(shí)元件工作面應(yīng)保持豎直，D項(xiàng)錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題7.(高考全國(guó)卷)如圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖圖中，永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場(chǎng)，硅微條徑跡探測(cè)器可以探測(cè)粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子當(dāng)這些粒子從上部垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A. 電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑一定相同C僅依據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D粒子的動(dòng)能越大，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小解析：選AC.根據(jù)左手定則，電子、正電子進(jìn)入磁場(chǎng)后所受洛倫茲力的方向相反，故兩者的偏轉(zhuǎn)方向不同，選項(xiàng)A正確；根據(jù)qvB，得r，若電子與正電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度不相等，則軌跡半徑不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)于質(zhì)子、正電子，它們都帶正電，以相同速度進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，所受洛倫茲力方向相同，兩者偏轉(zhuǎn)方向相同，僅依據(jù)粒子軌跡無(wú)法判斷是質(zhì)子還是正電子，故選項(xiàng)C正確；粒子的mv越大，軌道半徑越大，而mv，粒子的動(dòng)能大，其mv不一定大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8.霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖所示，有一個(gè)沿z軸方向均勻變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度BB0kz(B0、k均為常數(shù))將霍爾元件固定在物體上，保持通過(guò)霍爾元件的電流I不變(方向如圖所示)，當(dāng)物體沿z軸正方向平移時(shí)，由于位置不同，霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢(shì)差U也不同則()A其他條件不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，上、下表面的電勢(shì)差U越大Bk越大，傳感器靈敏度越高C若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電，則下板電勢(shì)高D其他條件不變，電流I越大，上、下表面的電勢(shì)差U越小解析：選AB.最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長(zhǎng)寬高分別為a、b、c，有qqvB，電流的微觀表達(dá)式為InqvSnqvbc，所以U.其他條件不變，B越大，上、下表面的電勢(shì)差U越大電流越大，上、下表面的電勢(shì)差U越大故A正確，D錯(cuò)誤；k越大，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度BB0kz，知B隨z的增大而增大，根據(jù)U知，B隨z的變化越大，即傳感器靈敏度越高故B正確；霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子，根據(jù)左手定則，電子向下表面偏轉(zhuǎn)，所以上表面電勢(shì)高故C錯(cuò)誤9.勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可忽略磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為q，在加速器中被加速，且加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響則下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2RfB質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓U成正比C質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1D不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，仍用該回旋加速器釋放質(zhì)量為m的質(zhì)子，則最大動(dòng)能不變解析：選ACD.質(zhì)子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因v2Rf，故A正確；質(zhì)子離開回旋加速器的最大動(dòng)能Ekmmv2m42R2f22m2R2f2，與加速電壓U無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；根據(jù)R，Uqmv，2Uqmv，得質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1，C正確；因回旋加速器的最大動(dòng)能Ekm2m2R2f2與m、R、f均有關(guān)且這幾個(gè)量均不變，D正確10(2018浙江名校聯(lián)考)質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成角從O點(diǎn)進(jìn)入方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的混合場(chǎng)區(qū)，該微粒在電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到A，下列說(shuō)法中正確的是()A該微粒一定帶負(fù)電荷B微粒從O到A的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)C該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度