2019高考物理复习11带电粒子在复合场中运动的实例分析学案

《2019高考物理复习11带电粒子在复合场中运动的实例分析学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、★精品文档★2019高考物理复习11带电粒子在复合场中运动的实例分析学案微专题11带电粒子在复合场中运动的实例分析质谱仪的原理和分析1．作用测量带电粒子质量和分离同位素的仪器．2．原理(如图所示)①加速电场：qU＝12v2；②偏转磁场；qvB＝v2r，l＝2r；由以上两式可得r＝1B2Uq，＝qr2B22U，q＝2UB2r2.1.(2017•安徽马鞍山一模)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．它的构造原理如图所示，粒子源S发出两种带正电的同位素粒子甲、乙，速度都很小，可忽略不计．粒子经

2、过电场加速后垂直进入有界匀强磁场，最终打到底片上，测得甲、乙两粒子打在底片上的点到入射点的距离之比为3∶2，则甲、乙两粒子的质量之比是(　　)A．2∶3　　B．2∶32016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创12/12★精品文档★c．3∶2D．9∶4解析：选D　在加速电场中由Uq＝12v2得v＝2Uq，在匀强磁场中由qvB＝v2R得R＝D2＝vqB，联立解得＝B2qD28U，则甲、乙两粒子的质量之比为甲∶乙＝D2甲∶D2乙＝9∶4.2.(2017•陕西渭南一模)质谱仪是一种测定带电粒子

3、的质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．粒子源S产生一个质量为、电荷量为q的带正电的粒子，粒子的初速度很小，可以看成是静止的，粒子经过电压U加速进入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿着半圆运动轨迹打到底片P上，测得它在P上的位置到入口处S1的距离为x，则下列说法正确的是(　　)A．对于给定的带电粒子，当磁感应强度B不变时，加速电压U越大，粒子在磁场中运动的时间越长B．对于给定的带电粒子，当磁感应强度B不变时，加速电压U越大，粒子在磁场中运动的时间越短c．当加速电压U和磁感应强度B一定时，x越大

4、，带电粒子的比荷q越大D．当加速电压U和磁感应强度B一定时，x越大，带电粒子的比荷q越小2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创12/12★精品文档★解析：选D　在加速电场中由Uq＝12v2得v＝2Uq，在匀强磁场中由qvB＝v2R得R＝vqB，且R＝x2，联立解得q＝8UB2x2，所以当加速电压U和磁感应强度B一定时，x越大，带电粒子的比荷q越小，c错误，D正确．粒子在磁场中运动的时间t＝T2＝πqB，与加速电压U无关，A、B错误．回旋加速器的原理和分析1．加速条件：T电场＝T回旋

5、＝2πqB.2．磁场约束偏转：qvB＝v2r⇒v＝qBr.3．带电粒子的最大速度vax＝qBrD，rD为D形盒的半径．粒子的最大速度vax与加速电压U无关．4．回旋加速器的解题思路(1)带电粒子在缝隙的电场中加速、交变电流的周期与磁场周期相等，每经过磁场一次，粒子加速一次．(2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大，周期不变，最大动能与D形盒的半径有关．3.(2018•宜兴模拟)(多选)回旋加速器的工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过其的时间可忽略，它们

6、接在电压为U、频率为f的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是(　　)A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创12/12★精品文档★B．若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运动的时间会变短c．若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大，回旋加速器才能正常工作D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子解析：选Bc　当质子从D形盒中射出时速度最大，根据qvB＝v2R，得v＝qBR

7、，则质子获得的最大动能E＝q2B2R22，质子的最大动能与交流电压U无关，故A错误；根据T＝2πBq，可知若只增大交流电压U，不会改变质子在回旋加速器中运动的周期，但加速次数会减少，则质子在回旋加速器中运动的时间变短，故B正确；根据T＝2πBq，可知若磁感应强度B增大，则T减小，只有当交流电频率f适当增大，回旋加速器才能正常工作，故c正确；带电粒子在磁场中运动的周期与在加速电场中运动的周期相等，根据T＝2πBq知，换用α粒子，粒子的比荷变化，在磁场中运动的周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能用于

8、加速α粒子，故D错误．4．(2018•2016全新精品资料-全新公文范文-全程指导写作–独家原创12/12★精品文档★河北保定联考)回旋加速器的工作原理如图所示，D1、D2是两个中空的半圆形金属扁盒，它们接在高频交流电源上，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．在D1盒中心A处有粒子源，产生质量为、电荷量为＋q的带正电粒子(初速度不计)，在两盒之间被电场加速后进入D2盒中，加速电压为U.两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，加速过程中不考虑相对