高二物理選修3136帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動2無答案

1、第六節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動（2）【課標(biāo)轉(zhuǎn)述】通過實驗，認(rèn)識洛倫茲力。會判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大小。了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時，粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動。2、會推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑、周期公式，知道它們與哪些因素有關(guān)。3、了解回旋加速器的工作原理?！緦W(xué)習(xí)過程】回旋加速器：(1)使帶電粒子加速的方法有：經(jīng)過多次直線加速；利用電場和磁場的作用，回旋速。(2) 回旋加速器是利用電場對電荷的加速作用和磁場對運(yùn)動電荷的偏轉(zhuǎn)作用，在的范圍內(nèi)來獲得的裝置。(3)為了保證每次帶電

2、粒子經(jīng)過狹縫時均被加速，使之能量不斷提高，要在狹縫處加一個電壓，產(chǎn)生交變電場的頻率跟粒子運(yùn)動的頻率。帶電粒子獲得的最大能量與D形盒有關(guān)。例1 N個長度逐漸增大的金屬圓筒和一個靶，它們沿軸線排列成一串，如圖所示(圖中畫出五、六個圓筒，作為示意圖)。各筒和靶相間地連接到頻率為，最大電壓值為U的正弦交流電源的兩端。整個裝置放在高真空容器中，圓筒的兩底面中心開有小孔?，F(xiàn)有一電荷量為q，質(zhì)量為m的正離子沿軸線射入圓筒，并將在圓筒間及靶間的縫隙處受到電場力的作用而加速(設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場)，縫隙的寬度很小，離子穿縫隙的時間可以不計，已知離子進(jìn)入第一個圓筒左端的速度為v1，且此時第一、二兩個圓筒間的電勢差為

3、U1U2U。為使打在靶上的離子獲得最大能量，各個圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件？并求出在這種情況下打到靶子上的離子的能量，解答 粒子在筒內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，在縫隙處被加速，因此要求粒子穿過每個圓筒的時間均為(即)，N個圓筒至打在靶上被加速N次，每次電場力做的功均為qU。只有當(dāng)離子在各圓筒內(nèi)穿過的時間都為t時，離子才有可能每次通過筒間縫隙都被加速，這樣第一個圓筒的長度L1v1t，當(dāng)離子通過第一、二個圓筒間的縫隙時，兩筒間電壓為U，離子進(jìn)入第二個圓筒時的動能就增加了qU，所以： E2mv22mv12qU v2第二個圓筒的長度L2v2t× 如此可知離子進(jìn)入第三個圓筒時的動能E3E2mv32mv22

4、qUmv122qU 速度v3第三個圓筒長度L3× 離子進(jìn)入第n個圓筒時的動能ENmvN2mv12(N1)qU 速度vN第N個圓筒的長度LN× 此時打到靶上離子的動能EkENqUmv12NqU例2 已知回旋加速器中D形盒內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.5T，D形盒的半徑為R60 cm，兩盒間電壓U2×104 V，今將粒子從間隙中心某處向D形盒內(nèi)近似等于零的初速度，垂直于半徑的方向射入，求粒子在加速器內(nèi)運(yùn)行的時間的最大可能值。解答 帶電粒子在做圓周運(yùn)動時，其周期與速度和半徑無關(guān)，每一周期被加速兩次，每次加速獲得能量為qU，根據(jù)D形盒的半徑得到粒子獲得的最大能量，即可求出加

5、速次數(shù)，可知經(jīng)歷了幾個周期，從而求總出時間。粒子在D形盒中運(yùn)動的最大半徑為R 則R ， vm則其最大動能為Ekmmvm2 粒子被加速的次數(shù)為n則粒子在加速器內(nèi)運(yùn)行的總時間為： tn·×4.3×105s帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動當(dāng)堂達(dá)標(biāo)21.關(guān)于回旋加速器中電場和磁場的說法中正確的是（ ）A.電場和磁場都對帶電粒子起加速作用 B.電場和磁場是交替地對帶電粒子做功的C.只有電場能對帶電粒子起加速作用 D.磁場的作用是使帶電粒子在D形盒中做勻速圓周運(yùn)動2.在回旋加速器內(nèi)，帶電粒子在半圓形盒內(nèi)經(jīng)過半個周期所需的時間與下列哪個量有關(guān)A.帶電粒子運(yùn)動的速度 B.帶電粒子運(yùn)動的

6、軌道半徑C.帶電粒子的質(zhì)量和電荷量 D.帶電粒子的電荷量和動量3.加速器使某種粒子的能量達(dá)到15MeV，這個能量是指粒子的（ ）A.勢能 B.動能 C.內(nèi)能 D.電能4.下列關(guān)于回旋加速器的說法中，正確的是（ ）A.回旋加速器一次只能加速一種帶電粒子 B.回旋加速器一次最多只能加速兩種帶電粒子C.回旋加速器一次可以加速多種帶電粒子D.回旋加速器可以同時加速一對電荷量和質(zhì)量都相等的正離子和負(fù)離子第6題5.用回旋加速器分別加速粒子和質(zhì)子時，若磁場相同，則加在兩個D形盒間的交變電壓的頻率應(yīng)不同，其頻率之比為（ ） A1：1 B.1：2 C.2：1 D.1：3第題6.如圖所示,一束帶電粒子沿同一方向垂

7、直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,設(shè)重力不計,在磁場中的軌跡分成1和2兩條,那么它們速度v動量p、電荷量q比荷q/m之間的關(guān)系可以肯定的是 ( ) A如果q1/m1=2q2/m2 則v1=v2 B如果q1/m12q2/m2 則v1=v2C如果q1=q2, 則p1p2.都帶正電 D如果p1=p2 則q1q2.都帶負(fù)電7.一電子在勻強(qiáng)磁場中,以固定的正電荷為圓心,在圓形軌道上運(yùn)動.磁場方向垂直它的運(yùn)動平面,電場力恰是磁場力的三倍.設(shè)電子電荷量為e,質(zhì)量為m.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.那么電子運(yùn)動的角速度應(yīng)當(dāng)是 ( )8.一個帶電粒子,沿垂直于磁場的方向射入一勻強(qiáng)磁場,粒子的一段徑跡如圖所示,徑跡上的每小段都可

8、以近似看成圓弧,由于帶電粒子使沿途空氣電離,粒子的能量逐漸減小(帶電荷量不變),從圖中情況可以確定( )A粒子從a到b,帶正電 B粒子從b到a,帶正電 C粒子從a到b.帶負(fù)電 D粒子從b到a,帶負(fù)電9.月球上的磁場極其微弱,探測器通過測量運(yùn)動電子在月球磁場中的軌跡來推算磁場強(qiáng)弱的分布，如圖所示是探測器通過月球A、B、C、D四個位置時,電子運(yùn)動軌道的照片,設(shè)電子速率均為90m/s相同,且與磁場方向垂直,其中磁場最強(qiáng)的是 位置.圖A中電子軌道半徑為10cm，由公式R= mv/qB知，A點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T.（電子荷質(zhì)比為1.8×1011c/kg）10在回旋加速器中,下列說法不正確的是( )A電場用來加速帶電粒子,磁場則使帶電粒子回旋 B電場和磁場同時用來加速帶電粒子 C在交流電壓一定的條件下,回旋加速器的半徑越大,同一帶電粒子獲得的動能越大 D同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電壓的大小有關(guān),而與交流電壓的頻率無關(guān)第2題11如圖所示，一導(dǎo)電金屬板置于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)電流方向向上時，金屬板兩側(cè)電子多少及電勢高低，判斷正確的是（ ）A左側(cè)電子較多，左側(cè)電勢較高 B左側(cè)電子較多，右側(cè)電勢較高C右側(cè)電子較多，左側(cè)電勢較高 D右側(cè)電子較多，右側(cè)電勢較高12.一個帶正電的微粒（不計重力）穿過如圖中勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域時，恰能沿直線運(yùn)動，則欲使電荷向下偏轉(zhuǎn)時應(yīng)