2022年新高考物理大一轮复习微专题带电粒子在复合场中运动的实例分析学案新人教版.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 新高考物理大一轮复习微专题11 带电粒子在复合场中运动的实例分析学案新人教版质谱仪的原理和分析 1作用 测量带电粒子质量和别离同位素的仪器2原理 如下图 加速电场: qUmv2;偏转磁场; qvB,l 2r ;由以上两式可得 r ,m,.1.2022 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 它的构造原理如下图, 粒子源 S发出两种带 正电的同位素粒子甲、乙,速度都很小,可忽视不计粒子经过电场 加速后垂直进入有界匀强磁场,最终打究竟片上,测得甲、乙两粒子打在底片上的点到入射点的距离之比为32,就甲、乙两粒子的质量 之比
2、是 B3A23CD94解析:选 D 在加速电场中由Uqmv2得 v,在匀强磁场中由qvB得 R,联立解得 m,就甲、乙两粒子的质量之比为 m甲m乙DD94.2.2022 陕西渭南一模 质谱仪是一种测定带电粒子的质量和分析同位素的重要工具, 它的构造原理如下图 粒子源 S产生一个质1 / 9名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 量为 m、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究竟片P上,测得它在 P上的位置到入口处 S1的距离为
3、 x,就以下说法正确的选项是 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肯定时,x 越大,带电粒子的比 荷越大 D当加速电压 U和磁感应强度 B肯定时,x 越大,带电粒子的比 荷越小解析:选 D 在加速电场中由Uqmv2得 v,在匀强磁场中由qvB得 R,且 R,联立解得,所以当加速电压 U和磁感应强度 B肯定时, x 越大,带电粒子的比荷越小, C错误,D正确粒子在磁场中运动的时间t ,与加速电压U无关, A、B
4、错误回旋加速器的原理和分析 1加速条件: T 电场 T 回旋 . 2磁场约束偏转: qvB. v.3带电粒子的最大速度vmax,rD 为 D形盒的半径粒子的最 大速度 vmax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2 / 9名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 与 D形盒的半径有关3.2022 宜兴模拟 多项挑选 回旋加速器的工作原理示意图如下图,磁感应强度为 B的匀
5、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视,它们接在电压为U、频率为 f 的沟通电源上,假设 A处粒子源产生的质子在加速器中被加速,以下说法正确的选项是 A假设只增大沟通电压U,就质子获得的最大动能增大B假设只增大沟通电压 U,就质子在回旋加速器中运动的时间会变短C假设磁感应强度 B增大,沟通电频率 f 必需适当增大, 回旋加速器才能正常工作D不转变磁感应强度B和沟通电频率 f ,该回旋加速器也能用于 加速 粒子解析:选 BC 当质子从 D形盒中射出时速度最大, 依据 qvmBm,得 vm,就质子获得的最大动能Ekm,质子的最大动能与沟通电压U无关,故 A错误;依据 T,可知
6、假设只增大沟通电压 U,不会转变质子在回旋加速器中运动的周期,但加速次数会削减, 就质子在回旋加速器中运动的时间变短,故 B 正确;依据 T,可知假设磁感应强度 B增大,就 T 减小,只有当沟通电频率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, 依据 T知,换用 粒子,粒子的比荷变化, 在 磁场中运动的周期变化, 回旋加速器需转变沟通电的频率才能用于加 速 粒子,故 D错误42022 河北保定联考 回旋加速器的工作原理如下图, D1、D2是两个中空的半圆形金属扁盒,它们接在高频沟通电源上, 磁感应强3 / 9名师归纳总结 - -
7、 - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 m、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视不计,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用1 为使粒子每次经过狭缝都被加速,求交变电压的频率;2 带电粒子在 D2盒中第 n 个半圆轨迹的半径解析:1 带电粒子在 D形盒内做圆周运动, 依据牛顿其次定律有 Bqvm,交变电压的频率应与粒子做圆周运动的频率相等,就 f ,f . 联立可得交变电压
8、的频率 2 带电粒子在 D2盒中第 n 个半圆轨迹是带电粒子被加速 2n 1 次后的运动轨迹,设其被加速 2n 1 次后的速度为 vn,由动能定理得 2n 1qUmv,此后带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨迹半径为 rn ,由牛顿其次定律得 Bqvnm,解得 rn .答案:12 22n1mUq霍尔效应的原理和分析 1定义:高为 h,宽为 d 的金属导体 自由电荷是电子 置于匀强 磁场 B中,当电流通过金属导体时, 在金属导体的上外表 A 和下外表 A 之间产生电势差, 这种现象称为霍尔效应, 此电压称为霍尔电压2电势高低的判定: 如下图,金属导体中的电流I 向右时,依据左手定就可得,下外表
9、A 的电势高3霍尔电压的运算:导体中的自由电荷 电子 在洛伦兹力作用下4 / 9名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 偏转,A、A 间显现电势差,当自由电荷所受静电力和洛伦兹力平稳 时,A、A 间的电势差 U 就保持稳固, 由 qvBq,I nqvS,Shd;联立得 Uk,k称为霍尔系数52022 浙江嘉兴一中测试 如下图,X1、X2,Y1、Y2,Z1、Z2 分别表示导体板左、 右,上、下,前、后六个侧面, 将其置于垂直 Z1、Z2 面对外、磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流I 通过导体板时,在导体板的两侧面之间产生霍耳
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