高考物理二輪復(fù)習(xí)高分突破專題六磁場第21課時(shí)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動課件.ppt

1、第21課時(shí)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動,疑難點(diǎn)一回旋加速器和質(zhì)譜儀 1.質(zhì)譜儀的原理,圖1,2.回旋加速器的原理,圖2,【練1】 如圖3甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒。在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運(yùn)動的動能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是(),圖3,A.在Ekt圖中應(yīng)有t4t3t3t2t2t1 B.加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大 C.粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大 D.要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的面積,答案D,疑難點(diǎn)二帶電

2、粒子在組合場中的運(yùn)動 “磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較,【練2】 如圖4所示，足夠大的平行擋板A1、A2豎直放置，間距6L。兩板間存在兩個(gè)方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域和，以水平面MN為理想分界面，區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，方向垂直紙面向外。A1、A2上各有位置正對的小孔S1、S2，兩孔與分界面MN的距離均為L。質(zhì)量為m、電量為q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強(qiáng)電場由靜止加速后，沿水平方向從S1進(jìn)入?yún)^(qū)，并直接偏轉(zhuǎn)到MN上的P點(diǎn)，再進(jìn)入?yún)^(qū)，P點(diǎn)與A1板的距離是L的k倍，不計(jì)重力，碰到擋板的粒子不予考慮。,(1)若k1，求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E； (2)若2k3，且粒子沿水平方向從S2射出，求出粒子在磁場中的速度大小v與k的

3、關(guān)系式和區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與k的關(guān)系式。,圖4,(2)由于P距離A1為kL，且2k3，粒子從S2水平飛出，該粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，則根據(jù)S1到界線處的軌跡有：,疑難點(diǎn)三帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動,【練3】 (多選)如圖5所示，虛線框中存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B和平行紙面且與豎直平面夾角為45的斜向下的勻強(qiáng)電場E，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的小球在高為h處的P點(diǎn)從靜止開始自由下落，當(dāng)小球運(yùn)動到復(fù)合場內(nèi)時(shí)剛好做直線運(yùn)動，那么(),圖5,解析小球在復(fù)合場中受到豎直向下的重力、與電場強(qiáng)度方向相反的電場力和水平向右的洛倫茲力的作用，如圖所示。其中重力和電場力是恒力，而洛倫茲力的大小與小球的速度大小成

4、正比，若小球做的是變速運(yùn)動，那,答案AB,真題示例,【例1】 (201510月浙江選考)如圖6是水平放置的小型粒子加速器的原理示意圖，區(qū)域和存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1和B2，長L1.0 m的區(qū)域存在場強(qiáng)大小E5.0104 V/m、方向水平向右的勻強(qiáng)電場。區(qū)域中間上方有一離子源S，水平向左發(fā)射動能Ek04.0104 eV的氘核，氘核最終從區(qū)域下方的P點(diǎn)水平射出。S、P兩點(diǎn)間的高度差h0.10 m。,圖6,(1)求氘核經(jīng)過兩次加速后從P點(diǎn)射出時(shí)的動能Ek2； (2)若B11.0 T，要使氘核經(jīng)過兩次加速后從P點(diǎn)射出，求區(qū)域的最小寬度d； (3)若B11.0 T，要使氘核經(jīng)過兩次加速后從P點(diǎn)

5、射出，求區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2。 解析(1)由動能定理WEk2Ek0 電場力做功WqE2L 得Ek2Ek0qE2L1.4105 eV2.241014 J,(3)氘核運(yùn)動軌跡如圖所示,答案(1)2.241014 J(2)0.06 m(3)1.2 T,(1)當(dāng)區(qū)域加電場、區(qū)域不加磁場時(shí)，求能在屏上探測到質(zhì)子束的外加電場的最大值Emax； (2)當(dāng)區(qū)域不加電場、區(qū)域加磁場時(shí)，求能在屏上探測到質(zhì)子束的外加磁場的最大值Bmax；,(3)當(dāng)區(qū)域加電場E小于(1)中的Emax，質(zhì)子束進(jìn)入?yún)^(qū)域和離開區(qū)域的位置等高，求區(qū)域中的磁場B與區(qū)域中的電場E之間的關(guān)系式。,圖7,沖刺訓(xùn)練,1.(多選)粒子回旋加速器的工作原

6、理如圖8所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與金屬盒盒面垂直，高頻交流電源的頻率為f，加速電場的電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e，在加速器中被加速。不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確的是(),圖8,答案CD,2.如圖9所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場，方向沿y軸正方向；在第象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長為L，且ab邊與y軸平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場，通過電場后從x軸上的a(2h，0)點(diǎn)進(jìn)入第象限，又經(jīng)過磁場從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第象限，且速度與y軸負(fù)方向成45角，不計(jì)粒子