《2015深圳职高对口升学基础物理（人教版）复习教案：带电粒子在复合场中的运动及应用实例 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015深圳职高对口升学基础物理（人教版）复习教案：带电粒子在复合场中的运动及应用实例 (2)（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线OO进入两金属板之间其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板重力加速度为g，PQ3d，NQ2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用求：(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)速率为v0(1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离解析：(1)设带电颗粒的电荷量为q，质量为m.有Eqmg将代入，得Ekg.(2)如图甲所示，有
2、qv0BR2(3d)2(Rd)2得B.(3)如图乙所示，有qv0Bmtan y1R1y2ltan yy1y2得yd(5).答案：见解析1带电粒子在复合场中运动的分析思路2带电粒子(体)在复合场中的运动问题求解要点(1)受力分析是基础在受力分析时是否考虑重力必须注意题目条件(2)运动过程分析是关键在运动过程分析中应注意物体做直线运动，曲线运动及圆周运动、类平抛运动的条件(3)构建物理模型是难点根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解21：如图所示，光滑四分之一圆弧轨道位于竖直平面内，半径R0.8 m，与长l2.0 m的绝缘水平面CD平滑连接水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀
3、强磁场，电场强度E20 N/C，方向竖直向上，磁场的磁感应强度B1.0 T，方向垂直纸面向外将质量为m2.0106 kg、带电荷量为q1.0106 C的带正电小球a从圆弧轨道顶端由静止释放，最后落在地面上的P点已知小球a在水平面CD上运动时所受的摩擦阻力F0.1mg，PNND(g10 m/s2)求：(1)小球a运动到D点时速度的大小；(2)水平面CD离地面的高度h；(3)从小球a开始释放到落地前瞬间的整个运动过程中系统损失的机械能E.解析：(1)设小球a到D点时的速度为vD，从小球a释放至D点，根据动能定理mgRFlmv解得vD2m/s.(2)小球a进入复合场后，由计算可知Eqmg小球在洛伦兹
4、力作用下做匀速圆周运动轨迹如图所示，洛伦兹力提供向心力BvDqm由图可知r2h，解得h2 m.(3)系统损失的机械能Emg(Rh)mv解得E4(110)106 J.答案：(1)2 m/s(2)2 m(3)4(110)106 J质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置，如图所示，电容器两极板相距为d，两极板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，一束电荷量相同的带正电的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间的距离为x，粒子所带电荷量为q，如不计重力，求：(1)粒子进入匀强磁场
5、B2时的速度v的大小(2)打在a、b两点的粒子的质量之差m为多少？解析：(1)粒子在电容器中做直线运动，故qqvB1解得v.(2)带电粒子在磁感应强度为B2的匀强磁场中做匀速圆周运动，则打在a处的粒子的轨道半径R1打在b处的粒子的轨道半径R2又x2R12R2解得mm1m2.答案：(1)(2) 复合场中几种常见物理模型的解题技巧(1)速度选择器解题技巧： 从力的角度入手，合力为零则做匀速直线运动，速度大小为v，合力不为零则发生偏转(2)质谱仪解题技巧：粒子进入偏转磁场时，一般速度相同，注意分清粒子运动半径，根据半径公式可进行相关问题的判定(3)回旋加速器解题技巧：抓住T电T、qvB及Ekm这三点31：1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用，则粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为()A21B12C.1 D1解析：设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1，速度为v1qUmv，qv1B解得r1 同理，粒子第2次经过狭缝后的半径r2 则r2r11.故选项C正确答案：C
