《高中物理一輪總復(fù)習(xí)練習(xí)：第九章磁場(chǎng) 課時(shí)作業(yè)45 Word版含解析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理一輪總復(fù)習(xí)練習(xí)：第九章磁場(chǎng) 課時(shí)作業(yè)45 Word版含解析（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)(四十五四十五)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)訓(xùn)練基礎(chǔ)訓(xùn)練1(2018安徽馬鞍山一模安徽馬鞍山一模)質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具它的構(gòu)造原理如圖所示，粒子源析同位素的重要工具它的構(gòu)造原理如圖所示，粒子源 S 發(fā)出兩種發(fā)出兩種帶正電的同位素粒子甲帶正電的同位素粒子甲、乙乙，速度都很小速度都很小，可忽略不計(jì)可忽略不計(jì)粒子經(jīng)過(guò)電粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最終打到底片上最終打到底片上，測(cè)得甲測(cè)得甲、乙兩粒乙兩粒子打在底片上的點(diǎn)到入射點(diǎn)的距離之比為子打在底片上的點(diǎn)到入射點(diǎn)
2、的距離之比為 32，則甲、乙兩粒子的，則甲、乙兩粒子的質(zhì)量之比是質(zhì)量之比是()A23B. 2 3C. 3 2D94答案：答案：D解析：解析：在加速電場(chǎng)中由在加速電場(chǎng)中由 Uq12mv2得得 v2Uqm，在，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中由勻強(qiáng)磁場(chǎng)中由 qvBmv2R得得 RD2mvqB，聯(lián)立解得聯(lián)立解得 mB2qD28U，則甲則甲、乙兩粒子的質(zhì)量之比為乙兩粒子的質(zhì)量之比為 m甲甲m乙乙D2甲甲D2乙乙94.2如圖所示左側(cè)為豎直放置的兩平行板如圖所示左側(cè)為豎直放置的兩平行板 M、N，右側(cè)為垂直紙，右側(cè)為垂直紙面向里的左面向里的左、右邊界分別為右邊界分別為 1、2 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B
3、.平行平行板板 M 的中心處有一電子放射源的中心處有一電子放射源 S，能源源不斷地發(fā)射一系列初速度，能源源不斷地發(fā)射一系列初速度可視為零的電子可視為零的電子，經(jīng)加速電壓經(jīng)加速電壓 U0加速后加速后，電子沿水平方向從電子沿水平方向從 N 板的板的小孔向右進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)小孔向右進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 經(jīng)一段時(shí)間電子到達(dá)磁場(chǎng)右邊界的經(jīng)一段時(shí)間電子到達(dá)磁場(chǎng)右邊界的 P 點(diǎn)點(diǎn) 如如果磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)楣鸥袘?yīng)強(qiáng)度變?yōu)?2B，欲使電子仍沿原來(lái)的軌跡到達(dá)，欲使電子仍沿原來(lái)的軌跡到達(dá) P 點(diǎn)，應(yīng)將加點(diǎn)，應(yīng)將加速電壓調(diào)節(jié)為速電壓調(diào)節(jié)為 U，則，則()AU4U0BU2U0CU 2U0DU14U0答案答案：A解析解析：要使電子在
4、磁場(chǎng)中仍打在要使電子在磁場(chǎng)中仍打在 P 點(diǎn)點(diǎn)，則可知電子的則可知電子的運(yùn)動(dòng)半徑不變，則由運(yùn)動(dòng)半徑不變，則由 Bevmv2R可知可知 RmvBe，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 加倍，加倍，而電子的軌道半徑而電子的軌道半徑 R 不變，則速度一定也加倍對(duì)電子的加速過(guò)程不變，則速度一定也加倍對(duì)電子的加速過(guò)程有有 eU12mv2，解得，解得 v2eUm，故要使速度加倍，加速電壓應(yīng)變?yōu)?，故要使速度加倍，加速電壓?yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的原來(lái)的 4 倍，倍，A 正確正確3 美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于 1932 年發(fā)明的回旋加速器年發(fā)明的回旋加速器， 應(yīng)用帶電應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)粒子在磁場(chǎng)中做圓
5、周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)， 能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量， 使人類在獲得較高能量的帶電粒子使人類在獲得較高能量的帶電粒子領(lǐng)域前進(jìn)了一大步領(lǐng)域前進(jìn)了一大步 如圖所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖如圖所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖， 其其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)恒定中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)恒定，且被限制在且被限制在 A、C 兩板之間兩板之間，帶電粒帶電粒子從子從 P0處以初速度處以初速度 v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速經(jīng)加速電場(chǎng)加速后再進(jìn)入后再進(jìn)入 D 形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)
6、于這種改進(jìn)后的形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說(shuō)法正確的是回旋加速器，下列說(shuō)法正確的是()A帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次BP1P2P2P3C加速粒子的最大速度與加速粒子的最大速度與 D 形盒的尺寸有關(guān)形盒的尺寸有關(guān)D加速電場(chǎng)方向需要做周期性變化加速電場(chǎng)方向需要做周期性變化答案答案： C解析解析： 由題圖可知由題圖可知， 帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次，選項(xiàng)選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由公式錯(cuò)誤；由公式 RmvqB和和 qU12mv2212mv21可知，帶電粒子每可知，帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周運(yùn)動(dòng)一周，電場(chǎng)力做功相同電場(chǎng)力做功相同
7、，動(dòng)能增量相同動(dòng)能增量相同，但速度的增量不同但速度的增量不同，故故粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增加量不同粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增加量不同，選項(xiàng)選項(xiàng) B 錯(cuò)誤錯(cuò)誤；由由 vqBRm可知可知，加加速粒子的最大速度與速粒子的最大速度與 D 形盒的半徑有關(guān)形盒的半徑有關(guān)， 選項(xiàng)選項(xiàng) C 正確正確； 由由 T2mqB可可知，粒子運(yùn)動(dòng)的周期不隨知，粒子運(yùn)動(dòng)的周期不隨 v 的變化而變化，故加速電場(chǎng)的方向不需的變化而變化，故加速電場(chǎng)的方向不需做周期性變化，選項(xiàng)做周期性變化，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤錯(cuò)誤4(2018河南開(kāi)封一模河南開(kāi)封一模)如圖所示如圖所示，真空中有一以真空中有一以 O 點(diǎn)為圓心的點(diǎn)為圓心的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，半徑圓形勻
8、強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，半徑 R0.5 m，磁場(chǎng)垂直于紙面向里在，磁場(chǎng)垂直于紙面向里在 yR的區(qū)域存在沿的區(qū)域存在沿 y 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度 E1.0105V/m.在坐標(biāo)原在坐標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn) M 點(diǎn)有一帶正電的粒子以速點(diǎn)有一帶正電的粒子以速率率 v1.0106m/s 沿沿 x 軸正軸正方向射入磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)， 粒子穿出磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)粒子穿出磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)， 速度減小到速度減小到 0 后又返回磁場(chǎng)后又返回磁場(chǎng)，最終又從磁場(chǎng)離開(kāi)最終又從磁場(chǎng)離開(kāi)已知粒子的比荷為已知粒子的比荷為qm1.0107C/kg，粒子的重粒子的重力不計(jì)，求：力不計(jì)，求：(1)圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；圓形
9、磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；(2)該粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次穿出磁場(chǎng)所運(yùn)動(dòng)的路程該粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到再次穿出磁場(chǎng)所運(yùn)動(dòng)的路程答案：答案：(1)0.2 T(2)2.57 m解析：解析：(1)沿沿 x 軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，速度減小軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，速度減小到到 0， 粒子一定是從如圖所示的粒子一定是從如圖所示的 P 點(diǎn)射出磁場(chǎng)點(diǎn)射出磁場(chǎng)， 逆著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)逆著電場(chǎng)線方向運(yùn)動(dòng)，所以粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑所以粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 rR0.5 m根據(jù)根據(jù) Bqvmv2R，得得 BmvqR，代入數(shù)據(jù)解得，代入數(shù)據(jù)解得 B0.2 T.(2)粒子返回磁場(chǎng)后，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從
10、粒子返回磁場(chǎng)后，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從 N 點(diǎn)射出磁場(chǎng)，點(diǎn)射出磁場(chǎng)，MN 為直為直徑，粒子在磁場(chǎng)中的路程為二分之一圓周的周長(zhǎng)徑，粒子在磁場(chǎng)中的路程為二分之一圓周的周長(zhǎng) s1R，設(shè)在電場(chǎng)，設(shè)在電場(chǎng)中的路程為中的路程為 s2，根據(jù)動(dòng)能定理得，根據(jù)動(dòng)能定理得 Eqs2212mv2，s2mv2Eq，總路程，總路程 ss1s2Rmv2Eq，代入數(shù)據(jù)解得，代入數(shù)據(jù)解得 s2.57 m.5(2018湖南、湖北八市十二校第二次聯(lián)考湖南、湖北八市十二校第二次聯(lián)考)如圖所示，在直角如圖所示，在直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系 xOy 的第一象限中兩個(gè)相同的直角三角形區(qū)域的第一象限中兩個(gè)相同的直角三角形區(qū)域、內(nèi)分別內(nèi)分別充滿了方向相反充滿
11、了方向相反(垂直紙面垂直紙面)、 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， OC與與 x 軸正方向夾角為軸正方向夾角為 30，已知，已知 C 點(diǎn)坐標(biāo)為點(diǎn)坐標(biāo)為( 3l，l)，質(zhì)量為，質(zhì)量為 m、帶、帶電荷量為電荷量為 q 的帶正電的粒子從的帶正電的粒子從 A33l，l點(diǎn)以一定的速度平行于點(diǎn)以一定的速度平行于 y 軸軸方向垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)入磁場(chǎng)， 并從并從 x 軸上的軸上的 D 點(diǎn)點(diǎn)(圖中未畫出圖中未畫出)垂直于垂直于 x 軸離開(kāi)軸離開(kāi)磁場(chǎng)，電荷的重力不計(jì)磁場(chǎng)，電荷的重力不計(jì)(1)求求 D 點(diǎn)的位置坐標(biāo)及粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域點(diǎn)的位置坐標(biāo)及粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小時(shí)的
12、速度大小 v；(2)若將區(qū)域若將區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)換成沿內(nèi)的磁場(chǎng)換成沿 x 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，該粒子軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，該粒子仍從仍從 A 點(diǎn)以原速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域點(diǎn)以原速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，并最終仍能垂直于，并最終仍能垂直于 x 軸離開(kāi)，軸離開(kāi)，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小求勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小 E.答案：答案：(1)2 33l，03qBl3m(2)3qB2l6m解析解析： (1)根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知， 粒子從粒子從 OC 的中點(diǎn)的中點(diǎn) O進(jìn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域入磁場(chǎng)區(qū)域，如圖甲所示，如圖甲所示，ACOD，則則 D 點(diǎn)的位置坐標(biāo)為點(diǎn)的位置坐標(biāo)為2 33l，0.設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為設(shè)
13、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為 r，在磁場(chǎng)在磁場(chǎng)中的軌跡所對(duì)的中的軌跡所對(duì)的圓心角為圓心角為，根據(jù)幾何知識(shí)可知，根據(jù)幾何知識(shí)可知 rsin 12l，rrcos 32l33l，解得解得3，r33l，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，qvBmv2r，速度大小速度大小 vqBrm，故故 v3qBl3m.甲甲乙乙(2)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示，設(shè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示，設(shè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t，加速度大小為加速度大小為 a，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解可知，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解可知，在在 x 軸方向軸方向 0vsin at，在在 y 軸方向軸方向 vtcos 12l，其中，其中
14、 qEma，聯(lián)立以上各式解得聯(lián)立以上各式解得 E3qB2l6m.6(多選多選)如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖此質(zhì)譜儀如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源由以下幾部分構(gòu)成：粒子源 N；P、Q 間的加速電場(chǎng)；靜電分析器，間的加速電場(chǎng)；靜電分析器，即中心線半徑為即中心線半徑為 R 的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)，的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)，方向沿徑向指向圓心方向沿徑向指向圓心 O，且與圓心且與圓心 O 等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外；膠片的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，
15、方向垂直紙面向外；膠片 M.由粒由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子子源發(fā)出的不同帶電粒子(初速度不計(jì)初速度不計(jì))，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過(guò)靜電分析器并經(jīng)小孔分析器，某些粒子能沿中心線通過(guò)靜電分析器并經(jīng)小孔 S 垂直磁場(chǎng)垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，最終打到膠片上的某點(diǎn)最終打到膠片上的某點(diǎn)不計(jì)粒子所受重力不計(jì)粒子所受重力下列說(shuō)下列說(shuō)法中正確的是法中正確的是()A從小孔從小孔 S 進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等B從小孔從小孔 S 進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等C打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相
16、等打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等D打到膠片上位置距離打到膠片上位置距離 O 點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，其比荷點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，其比荷qm越小越小答案：答案：CD解析：解析：對(duì)粒子在對(duì)粒子在 P、Q 間的直線加速過(guò)程，根據(jù)動(dòng)間的直線加速過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有能定理有 qU12mv20，在四分之一圓形通道的電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)過(guò)程，在四分之一圓形通道的電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)過(guò)程中，對(duì)于從小孔中，對(duì)于從小孔 S 通過(guò)的粒子，根據(jù)牛頓第二定律有通過(guò)的粒子，根據(jù)牛頓第二定律有 qEmv2R，磁，磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)過(guò)程，根據(jù)牛頓第二定律有場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)過(guò)程，根據(jù)牛頓第二定律有 qvBmv2r，解得，解得 v2qUm，R2UE， 因此因此， 只要滿
17、足只要滿足 R2UE， 所有粒子都可以從弧形電場(chǎng)區(qū)通過(guò)所有粒子都可以從弧形電場(chǎng)區(qū)通過(guò)；由由 v2qUm， 比荷不同的粒子從小孔比荷不同的粒子從小孔 S 進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小不進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小不相同，相同，A 錯(cuò)誤；由錯(cuò)誤；由 qU12mv20 可知，從小孔可知，從小孔 S 進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能為能為 qU，故電荷量不同的粒子的動(dòng)能不同，故電荷量不同的粒子的動(dòng)能不同，B 錯(cuò)誤；聯(lián)立上述公式錯(cuò)誤；聯(lián)立上述公式得得 r1B2mUq，打到膠片上同一點(diǎn)的粒子的比荷一定相等；又由，打到膠片上同一點(diǎn)的粒子的比荷一定相等；又由 v2qUm可知可知，比荷相同時(shí)粒子的速度相同比荷相同時(shí)粒子的
18、速度相同，C 正確正確；由上述知由上述知 r1B2mUq，故打到膠片上位置距離，故打到膠片上位置距離 O 點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越小，點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越小，D正確正確7(2018吉林重點(diǎn)中學(xué)二模吉林重點(diǎn)中學(xué)二模)如圖所示如圖所示，左側(cè)是兩平行金屬板左側(cè)是兩平行金屬板 P、Q，右側(cè)是一個(gè)邊長(zhǎng)為，右側(cè)是一個(gè)邊長(zhǎng)為2L 的正方形磁感應(yīng)強(qiáng)度為的正方形磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域域 abcd，e 是是 ad 的中點(diǎn)的中點(diǎn)金屬板金屬板 P 上上 O 處有一粒子源處有一粒子源，可發(fā)射出初可發(fā)射出初速度可視為零的帶負(fù)電的粒子速度可視為零的帶負(fù)電的粒子(比荷為比荷為qmk)，Q 板中間有一小孔板中
19、間有一小孔，可可使粒子射出后垂直磁場(chǎng)方向從使粒子射出后垂直磁場(chǎng)方向從 a 點(diǎn)沿對(duì)角線方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域點(diǎn)沿對(duì)角線方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(1)在在 P、 Q 兩極板上加上直流電壓兩極板上加上直流電壓， 如果帶電粒子恰好從如果帶電粒子恰好從 d 點(diǎn)射點(diǎn)射出，求所加電壓的大小；出，求所加電壓的大??；(2)若在若在 P、Q 兩極板上所加直流電壓為兩極板上所加直流電壓為 U0，求帶電粒子在勻強(qiáng)，求帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑答案：答案：(1)12kB2L2(2)1B2U0k解析：解析：(1)如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當(dāng)粒子恰好從如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當(dāng)粒子恰好從
20、 d點(diǎn)射出時(shí)，軌道半徑為點(diǎn)射出時(shí)，軌道半徑為 rL設(shè)帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)速度為設(shè)帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)速度為 v，由洛倫茲力提供向心力得，由洛倫茲力提供向心力得qvBmv2r解得：解得：vqBLm由功能關(guān)系，有由功能關(guān)系，有 qU12mv2解得所加電壓大小解得所加電壓大小 U12kB2L2(2)由功能關(guān)系，有由功能關(guān)系，有 qU012mv2洛倫茲力提供向心力，有洛倫茲力提供向心力，有 qvBmv2R聯(lián)立解得帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為聯(lián)立解得帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為 R1B2U0k.8(2018河北保定調(diào)研河北保定調(diào)研)回旋加速器的工作原理如圖所示，回旋加速器的工作原理如圖所示，
21、D1、D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬扁盒，它們接在高頻交流電源上，磁感是兩個(gè)中空的半圓形金屬扁盒，它們接在高頻交流電源上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直在在 D1盒中心盒中心 A 處有粒子源處有粒子源，產(chǎn)產(chǎn)生的質(zhì)量為生的質(zhì)量為 m、電荷量為電荷量為 q 的帶正電粒子的帶正電粒子(初速度不計(jì)初速度不計(jì))在兩盒之間被在兩盒之間被電場(chǎng)加速后進(jìn)入電場(chǎng)加速后進(jìn)入 D2盒中盒中，加速電壓為加速電壓為 U.兩盒間的狹縫很小兩盒間的狹縫很小，帶電粒帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì) 加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用用(1
22、)為了使粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，求交變電壓的頻率；為了使粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，求交變電壓的頻率；(2)求帶電粒子在求帶電粒子在 D2盒中第盒中第 n 個(gè)半圓軌跡的半徑個(gè)半圓軌跡的半徑答案：答案：(1)Bq2m(2)1B2 2n1 mUq解析解析：(1)帶電粒子在帶電粒子在 D 形盒內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)形盒內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律，有有Bqvm(2f)2r為了使帶電粒子能夠被加速為了使帶電粒子能夠被加速， 交變電壓的頻率應(yīng)與粒子做圓周運(yùn)交變電壓的頻率應(yīng)與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等動(dòng)的頻率相等f(wàn)v2r交變電壓的頻率交變電壓的頻率 fBq2m得出得出 f(2n1)Bq2m(n1,2,3，)也正確也正確(2)帶電粒子帶電粒子在在D2盒中盒中第第n個(gè)半圓是帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫被加個(gè)半圓是帶電粒子經(jīng)過(guò)狹縫被加速速2n1 次后的運(yùn)動(dòng)軌道次后的運(yùn)動(dòng)軌道設(shè)其被加速設(shè)其被加速 2n1 次后的速度為次后的速度為 vn由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得(2n1)qU12mv2n此后帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為此后帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為 rn由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得 Bqvnmv2nrn解得解得 rn1B2 2n1 mUq.
高中物理一輪總復(fù)習(xí)練習(xí)：第九章磁場(chǎng) 課時(shí)作業(yè)45 Word版含解析
