高二物理选修3136带电粒子在匀强磁场中的运动2无答案

1、第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动（2）【课标转述】通过实验，认识洛伦兹力。会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。【学习目标】1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，知道它们与哪些因素有关。3、了解回旋加速器的工作原理。【学习过程】回旋加速器：(1)使带电粒子加速的方法有：经过多次直线加速；利用电场和磁场的作用，回旋速。(2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在的范围内来获得的装置。(3)为了保证每次带电

2、粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率。带电粒子获得的最大能量与D形盒有关。例1 N个长度逐渐增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图所示(图中画出五、六个圆筒，作为示意图)。各筒和靶相间地连接到频率为，最大电压值为U的正弦交流电源的两端。整个装置放在高真空容器中，圆筒的两底面中心开有小孔。现有一电荷量为q，质量为m的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间及靶间的缝隙处受到电场力的作用而加速(设圆筒内部没有电场)，缝隙的宽度很小，离子穿缝隙的时间可以不计，已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1，且此时第一、二两个圆筒间的电势差为

3、U1U2U。为使打在靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶子上的离子的能量，解答 粒子在筒内做匀速直线运动，在缝隙处被加速，因此要求粒子穿过每个圆筒的时间均为(即)，N个圆筒至打在靶上被加速N次，每次电场力做的功均为qU。只有当离子在各圆筒内穿过的时间都为t时，离子才有可能每次通过筒间缝隙都被加速，这样第一个圆筒的长度L1v1t，当离子通过第一、二个圆筒间的缝隙时，两筒间电压为U，离子进入第二个圆筒时的动能就增加了qU，所以： E2mv22mv12qU v2第二个圆筒的长度L2v2t× 如此可知离子进入第三个圆筒时的动能E3E2mv32mv22

4、qUmv122qU 速度v3第三个圆筒长度L3× 离子进入第n个圆筒时的动能ENmvN2mv12(N1)qU 速度vN第N个圆筒的长度LN× 此时打到靶上离子的动能EkENqUmv12NqU例2 已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B1.5T，D形盒的半径为R60 cm，两盒间电压U2×104 V，今将粒子从间隙中心某处向D形盒内近似等于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求粒子在加速器内运行的时间的最大可能值。解答 带电粒子在做圆周运动时，其周期与速度和半径无关，每一周期被加速两次，每次加速获得能量为qU，根据D形盒的半径得到粒子获得的最大能量，即可求出加

5、速次数，可知经历了几个周期，从而求总出时间。粒子在D形盒中运动的最大半径为R 则R ， vm则其最大动能为Ekmmvm2 粒子被加速的次数为n则粒子在加速器内运行的总时间为： tn·×4.3×105s带电粒子在匀强磁场中的运动当堂达标21.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是（ ）A.电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C.只有电场能对带电粒子起加速作用 D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动2.在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需的时间与下列哪个量有关A.带电粒子运动的速度 B.带电粒子运动的

6、轨道半径C.带电粒子的质量和电荷量 D.带电粒子的电荷量和动量3.加速器使某种粒子的能量达到15MeV，这个能量是指粒子的（ ）A.势能 B.动能 C.内能 D.电能4.下列关于回旋加速器的说法中，正确的是（ ）A.回旋加速器一次只能加速一种带电粒子 B.回旋加速器一次最多只能加速两种带电粒子C.回旋加速器一次可以加速多种带电粒子D.回旋加速器可以同时加速一对电荷量和质量都相等的正离子和负离子第6题5.用回旋加速器分别加速粒子和质子时，若磁场相同，则加在两个D形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为（ ） A1：1 B.1：2 C.2：1 D.1：3第题6.如图所示,一束带电粒子沿同一方向垂

7、直射入磁感应强度为B的匀强磁场,设重力不计,在磁场中的轨迹分成1和2两条,那么它们速度v动量p、电荷量q比荷q/m之间的关系可以肯定的是 ( ) A如果q1/m1=2q2/m2 则v1=v2 B如果q1/m12q2/m2 则v1=v2C如果q1=q2, 则p1p2.都带正电 D如果p1=p2 则q1q2.都带负电7.一电子在匀强磁场中,以固定的正电荷为圆心,在圆形轨道上运动.磁场方向垂直它的运动平面,电场力恰是磁场力的三倍.设电子电荷量为e,质量为m.磁感应强度为B.那么电子运动的角速度应当是 ( )8.一个带电粒子,沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图所示,径迹上的每小段都可

8、以近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途空气电离,粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变),从图中情况可以确定( )A粒子从a到b,带正电 B粒子从b到a,带正电 C粒子从a到b.带负电 D粒子从b到a,带负电9.月球上的磁场极其微弱,探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布，如图所示是探测器通过月球A、B、C、D四个位置时,电子运动轨道的照片,设电子速率均为90m/s相同,且与磁场方向垂直,其中磁场最强的是 位置.图A中电子轨道半径为10cm，由公式R= mv/qB知，A点的磁感应强度为 T.（电子荷质比为1.8×1011c/kg）10在回旋加速器中,下列说法不正确的是( )A电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋 B电场和磁场同时用来加速带电粒子 C在交流电压一定的条件下,回旋加速器的半径越大,同一带电粒子获得的动能越大 D同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关,而与交流电压的频率无关第2题11如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及电势高低，判断正确的是（ ）A左侧电子较多，左侧电势较高 B左侧电子较多，右侧电势较高C右侧电子较多，左侧电势较高 D右侧电子较多，右侧电势较高12.一个带正电的微粒（不计重力）穿过如图中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应