【加练半小时】2022版高考物理（全国）一轮练习：第九章 微专题70（A）

1、PAGE5方法点拨1先分析在一个周期内粒子的运动情况，明确运动性质，判断周期性变化的电场或磁场对粒子运动的影响2画出粒子运动轨迹，分析轨迹在几何关系方面的周期性年，劳伦斯设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图1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，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图11求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；2求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；3实际使用中，、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Em2如图2甲所示，平面直角坐标系中，0l,0

2、y2l的矩形区域中施加一个如图乙所示的交变磁场B0和T0未知，轴正方向入射，不计粒子重力图21若粒子从t0时刻入射，在teqfT0,2的某时刻从点l，eqfl,2射出磁场，求B0的大小；2若B0eqf2v0,cl，且粒子在0teqfT0,2的任一时刻入射时，粒子离开磁场时的位置都不在y轴上，求T0的取值范围；3若B0eqf2v0,cl，在l的区域施加一个沿轴负方向的匀强电场，粒子在t0时刻入射，将在T0时刻沿轴正方向进入电场，并最终从0,2l沿轴负方向离开磁场，求电场强度的大小以及粒子在电场中运动的路程答案精析11eqr212eqfBR2,2U3当fBmfm时，Emeqfq2Boal2,mR2

3、,2m，当fBmfm时，Em22mfm2R2解析1设粒子第1次经过狭缝后的轨道半径为r1，速度为v1，qUeqf1,2mv12，qv1Bmeqfvoal2,1,r1，解得r1eqf1,Beqrf2mU,q，同理，粒子第2次经过狭缝后的轨道半径r2eqf1,Beqrf4mU,q，则r2r1eqr212设粒子到出口处被加速了n圈，2nqUeqf1,2mv2，qvBmeqfv2,R，Teqf2m,qB，tnT，解得teqfBR2,2U3加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即feqfqB,2m，当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应为fBmeqfqBm,2m，粒子能获得的动能Eeqf1,

4、2mv2，当fBmfm时，粒子的最大动能由Bm决定，qvmBmmeqfvoal2,m,R，解得Emeqfq2Boal2,mR2,2m，当fBmfm时，粒子的最大动能由fm决定，vm2fmR，解得Em22mfm2R221eqf4v0,5cl2T0eqf5l,6v03eqf8voal2,0,2n1cln0,1,2,3eqf2n1l,8n0,1,2,3解析1粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qv0B0meqfvoal2,0,R，由几何关系可得R2l2Reqfl,22，解得Reqf5,4l，联立解得B0eqf4v0,5cl2粒子运动的轨迹半径为Reqfmv0,qB0eqfl,2，临界情况为粒子从t0时刻入射，并且轨迹恰好与y轴相切，eqf2m,qB0eqfl,v0，由几何关系，teqfT0,2时间内，粒子转过的圆心角为eqf5,6，对应运动时间t1eqff5,6,2Teqf5,12T，应满足t1eqfT0,2，联立可得T0eqf5l,6v03f1,2eqf2m,qB0T0，解得T0eqfl,2v0，粒子在电场中运动，根据牛顿第二定律可得Eqma，根据运动学规律可得往返一次用时teqf2v0,a，则有tneqf1,2T0，可