2017_2018学年高考物理小题狂刷专题40带电粒子在交变场中的运动新人教版

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1、狂刷40带电粒子在交变场中的运动1．如图所示，两平行金属板间接有如图所示的随时间t变化的电压U，上极板电势较高，板长L=0.40m，板间距离d=0.20m，在金属板右侧有一个边界为MN的匀强磁场，磁感应强度B=5.0×l0–3T，方向垂直于纸面向里。现有带电粒子以速度v0=1.0×l05m/s沿两板中线OO'方向平行于金属板射入电场，磁场边界MN与中线OO'垂直。已知带正电粒子的比荷，粒子的重力忽略不计，在每个粒子通过电场区的极短时间内，板间的电场强度可以看作恒定不变的。则下列说法正确的是A．粒子在U=30V时粒子能离开电场

2、进入磁场B．在t=0时粒子能离开电场，进入磁场，射入磁场点与离开磁场点间的距离为0.4mC．在U=20V时粒子射入磁场点与离开磁场点间的距离大于0.4mD．在U=25V时粒子在磁场中运动的时间最长【答案】BD-14-选项B正确；设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ，则速度大小：，粒子在磁场中做【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是：1、画轨迹：确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹；2、找联系：轨迹半径与磁感应强度、速度联系；偏转角度与运动时间相联系，时间与周期联系；3、用规律：牛顿第二定律和圆周运动

3、的规律。2．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，在保持匀强磁场和加速电压不变的情况下用同一装置分别对质子（）和氦核（）加速，则下列说法中正确的是-14-A．质子与氦核所能达到的最大速度之比为l:2B．质子与氦核所能达到的最大速度之比为2:lC．加速质子、氦核时交流电的周期之比为2:lD．加速质子、氦核时交流电的周期之比为l:2【答案】BD【解析】当粒子从D形

4、盒中出来时速度最大，根据，得，根据质子（）和氦核（），则有质子与氦核所能达到的最大速度之比2:1，故A错误，B正确。根据公式，可知，周期与最大速度成反比，即加速质子、氦核时交流电的周期之比1:2，故C错误，D正确。3．如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个置于匀强磁场中的D形金属盒，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在加速时，其动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是A．在Ek–t图象中应有(t4–t3)<(t3–t2)<(t2–t1)B．高频电源的变化周期应该等于tn

5、–tn–1C．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径D．加速电场的电压越大，则粒子获得的最大动能一定越大【答案】C-14-【名师点睛】本题考查了回旋加速器的原理，特别要记住粒子获得的最大动能是由D形盒的半径决定的。4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如下图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通

6、过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核（）和α粒子（），比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B．加速氚核的匀强电场的电势差较大，氚核获得的最大动能较大C．匀强磁场的磁感应强度较大，氚核获得的最大动能也较大D．D形金属盒的半径较大，氚核获得的最大动能较大【答案】CD5．-14-回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经过多次加速获得巨大速度的一种仪器，其工作原理如图所示，下列说法中正确的是A．粒子做匀速圆周运动，每加速一次半径变大B．

7、粒子由运动到比粒子由运动到所用时间少C．粒子的轨道半径与它的速率无关D．粒子的运动周期和运动速率成正比【答案】A【名师点睛】根据洛伦兹力提供向心力，可知回旋加速器的回旋周期一定；同理计算出粒子的速度表达式，并进行讨论；解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速、磁场偏转来加速粒子，但是最终粒子的速度与电场的大小无关。6．如图所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断的以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，ab和cd的作用情况为：0~1s内互相排斥，1~3s内互相吸引，3~4s内互相排斥。规定

8、向左为磁感应强度B的正方向，线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象可能是-14-【答案】C【解析】等离子气流由左方连续不断地以速度v0射入P1和P2两极板间的匀强磁场中，正电荷向上偏，负电荷向下偏，上板带正电，下板带负电，且能形成稳定的电流，电流方向由a到b，0~1s内互相排斥，1~3s内