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6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念:1.掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.2.知道質(zhì)譜儀、回旋加速器的構(gòu)造和工作原理科學(xué)思維:1.掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法,會(huì)推導(dǎo)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式和周期公式.2.會(huì)利用相關(guān)規(guī)律解決質(zhì)譜儀、回旋加速器問(wèn)題一、洛倫茲力的特點(diǎn)由于洛倫茲力的方向總是與速度方向垂直,故洛倫茲力對(duì)粒子不做功二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1若vB,洛倫茲力F0,帶電粒子以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)2若vB,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)向心力由洛倫茲力提供,即qBvm.(2)軌道半徑:r.(3)周期:T,T與速度v無(wú)關(guān)三、質(zhì)譜儀1用途:測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具2運(yùn)動(dòng)過(guò)程:(1)帶電粒子經(jīng)過(guò)電壓為U的加速電場(chǎng)加速,qUmv2.(2)垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),r,由得r.3分析:如圖1所示,根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小,就可以判斷帶電粒子比荷的大小,如果測(cè)出半徑且已知電荷量,就可求出帶電粒子的質(zhì)量圖1四、回旋加速器1構(gòu)造圖(如圖2所示)圖22工作原理(1)電場(chǎng)的特點(diǎn)及作用特點(diǎn):兩個(gè)D形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性變化的電場(chǎng)作用:帶電粒子經(jīng)過(guò)該區(qū)域時(shí)被加速(2)磁場(chǎng)的特點(diǎn)及作用特點(diǎn):D形盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作用:帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從而改變運(yùn)動(dòng)方向,半個(gè)周期后再次進(jìn)入電場(chǎng)1判斷下列說(shuō)法的正誤(1)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑跟粒子的速率成正比()(2)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與軌道半徑成正比()(3)運(yùn)動(dòng)電荷在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨速度增大而減小()(4)因不同原子的質(zhì)量不同,所以同位素在質(zhì)譜儀中的軌道半徑不同()(5)利用回旋加速器加速帶電粒子,要提高加速粒子的最終能量,應(yīng)盡可能增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑R.()2. 質(zhì)子和粒子由靜止出發(fā)經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速后,沿垂直磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng),則它們?cè)诖艌?chǎng)中的速度大小之比為_;軌道半徑之比為_;周期之比為_答案1112一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本問(wèn)題如圖所示,可用洛倫茲力演示儀觀察運(yùn)動(dòng)電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)不加磁場(chǎng)時(shí),電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡如何?加上磁場(chǎng)時(shí),電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡如何?(2)如果保持出射電子的速度不變,增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,軌跡圓半徑如何變化?如果保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,增大出射電子的速度,圓半徑如何變化?答案(1)一條直線圓(2)減小增大1分析帶電粒子在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng),要緊抓洛倫茲力提供向心力,即qvBm.2同一粒子在同一磁場(chǎng)中,由r知,r與v成正比;但由T知,T與速度無(wú)關(guān),與半徑大小無(wú)關(guān)例1在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如果又順利垂直進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度是原來(lái)磁感應(yīng)強(qiáng)度一半的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則()A粒子的速率加倍,周期減半B粒子的速率不變,軌道半徑減半C粒子的速率不變,周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D粒子的速率減半,軌道半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍答案C解析因洛倫茲力對(duì)粒子不做功,故粒子的速率不變;當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減半后,由R可知,軌道半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍;由T可知,粒子的周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤針對(duì)訓(xùn)練如圖3所示,MN為鋁質(zhì)薄平板,鋁板上方和下方分別有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫出)一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板向上射出,從Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)O.已知粒子穿越鋁板時(shí),其動(dòng)能損失一半,速度方向和電荷量不變不計(jì)重力鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為()圖3A12 B21 C.2 D.1答案C解析設(shè)帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)初速度為v1,從Q點(diǎn)穿過(guò)鋁板后速度為v2,則Ek1mv,Ek2mv;由題意可知Ek12Ek2,即mvmv,則.由洛倫茲力提供向心力,即qvB,得B,由題意可知,所以.二、質(zhì)譜儀如圖所示為質(zhì)譜儀原理示意圖設(shè)粒子質(zhì)量為m、電荷量為q,加速電場(chǎng)電壓為U,偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,粒子從容器A下方的小孔S1飄入加速電場(chǎng),其初速度幾乎為0.則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度是多大?打在底片上的位置到S3的距離多大?答案解析質(zhì)譜儀工作原理:帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)U加速,然后經(jīng)過(guò)S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后打到照相底片D上由動(dòng)能定理知qUmv2,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,所以打在底片上的位置到S3的距離為.1加速:帶電粒子進(jìn)入質(zhì)譜儀的加速電場(chǎng),由動(dòng)能定理得qUmv22.偏轉(zhuǎn):帶電粒子進(jìn)入質(zhì)譜儀的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力:qvBm3由兩式可以求出粒子的半徑r、質(zhì)量m、比荷等其中由r可知電荷量相同時(shí),半徑將隨質(zhì)量的變化而變化例2(2018全國(guó)卷)如圖4,從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子,由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng),自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁場(chǎng)左邊界豎直已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v1,并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出;乙種離子在MN的中點(diǎn)射出;MN長(zhǎng)為l.不計(jì)重力影響和離子間的相互作用求:圖4(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?2)甲、乙兩種離子的比荷之比答案(1)(2)14解析(1)設(shè)甲種離子所帶電荷量為q1、質(zhì)量為m1,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,由動(dòng)能定理有q1Um1v由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有q1v1Bm1由幾何關(guān)系知2R1l由式得B(2)設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2,射入磁場(chǎng)的速度為v2,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2.同理有q2Um2vq2v2Bm2由題給條件有2R2由式得,甲、乙兩種離子的比荷之比為14學(xué)科素養(yǎng)例2這道高考題主要考查帶電粒子在電場(chǎng)中的加速、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),意在考查考生靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng)三、回旋加速器回旋加速器中磁場(chǎng)和電場(chǎng)分別起什么作用?對(duì)交流電源的周期有什么要求?帶電粒子獲得的最大動(dòng)能由哪些因素決定?答案磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子回旋,電場(chǎng)的作用是使帶電粒子加速交流電源的周期應(yīng)等于帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期當(dāng)帶電粒子速度最大時(shí),其運(yùn)動(dòng)半徑也最大,即rm,可得:Ekm,所以要提高帶電粒子獲得的最大動(dòng)能,應(yīng)盡可能增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑rm.回旋加速器兩D形盒之間有窄縫,中心附近放置粒子源(如質(zhì)子、氘核或粒子源),D形盒間接上交流電源,在狹縫里形成一個(gè)交變電場(chǎng)D形盒上有垂直盒面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(如圖5所示)圖5(1)電場(chǎng)的特點(diǎn)及作用:特點(diǎn):周期性變化,其周期等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期作用:加速帶電粒子(2)磁場(chǎng)的作用:改變粒子的運(yùn)動(dòng)方向粒子在一個(gè)D形盒中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期,運(yùn)動(dòng)至狹縫進(jìn)入電場(chǎng)被加速(3)粒子獲得的最大動(dòng)能:若D形盒的最大半徑為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,由R得粒子獲得的最大速度vm,最大動(dòng)能Ekmmv.(4)兩D形盒窄縫所加的交流電源的周期與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同,粒子經(jīng)過(guò)窄縫處均被加速,一個(gè)周期內(nèi)加速兩次例3 回旋加速器是用來(lái)加速一群帶電粒子使它們獲得很大動(dòng)能的儀器,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接,以便在盒內(nèi)的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng),使粒子每次穿過(guò)狹縫時(shí)都得到加速,兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于盒底面,粒子源置于盒的圓心附近,若粒子源射出的粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子最大回旋半徑為Rmax.求:(1)粒子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng);(2)所加交流電源頻率及粒子角速度;(3)粒子離開加速器時(shí)的最大速度及最大動(dòng)能答案(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)(2)(3)解析(1)帶電粒子在盒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),每次加速之后半徑變大(2)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間極短,因此所加交流電源頻率要符合粒子回旋頻率,因?yàn)門,回旋頻率f,角速度2f.(3)由牛頓第二定律知qBvmax則vmax最大動(dòng)能Ekmaxmv max2.1(帶電粒子的運(yùn)動(dòng)分析)如圖6所示,水平導(dǎo)線中有電流I通過(guò),導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同,則電子將()圖6A沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡是圓B沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越大C沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越小D沿路徑b運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越小答案B解析水平導(dǎo)線在導(dǎo)線下方產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,由左手定則可判斷電子運(yùn)動(dòng)軌跡向下彎曲,又由r知,B減小,r越來(lái)越大,故電子的徑跡是a.故選B.2.(帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng))一束帶電粒子以同一速度,并以同一位置進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中它們的軌跡如圖7所示粒子q1的軌跡半徑為r1,粒子q2的軌跡半徑為r2,且r22r1,q1、q2分別是它們的帶電荷量,則()圖7Aq1帶負(fù)電、q2帶正電,比荷之比為21Bq1帶負(fù)電、q2帶正電,比荷之比為12Cq1帶正電、q2帶負(fù)電,比荷之比為21Dq1帶正電、q2帶負(fù)電,比荷之比為11答案C解析q1向左偏,q2向右偏,根據(jù)左手定則知,q1帶正電,q2帶負(fù)電根據(jù)半徑公式r,知比荷,v與B不變,所以比荷之比等于半徑的反比,所以21,故C正確3.(回旋加速器)(多選)(2018“商丘九?!鄙蠈W(xué)期期中)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交變電流兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,在兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng),使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖8所示,設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D形金屬盒的半徑為R,狹縫間的距離為d,勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓為U,要增大帶電粒子(電荷量為q、質(zhì)量為m,不計(jì)重力)射出時(shí)的動(dòng)能,則下列方法中可行的是()圖8A增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓B減小狹縫間的距離C增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度D增大D形金屬盒的半徑答案CD解析由qvBm,解得v.則粒子射出時(shí)的動(dòng)能Ekmv2,知?jiǎng)幽芘c加速電壓無(wú)關(guān),與狹縫間的距離無(wú)關(guān),與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和D形盒的半徑有關(guān),增大磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑,可以增加粒子的最大動(dòng)能,故C、D正確,A、B錯(cuò)誤4(質(zhì)譜儀)如圖9所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖,由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成若靜電分析器通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器,由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器,最終打到膠片上的Q點(diǎn)不計(jì)粒子重力求:圖9(1)加速電場(chǎng)的電壓;(2)P、Q兩點(diǎn)間的距離s.答案(1)(2)解析(1)由題意知粒子在輻射電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),由電場(chǎng)力提供向心力,則:qEm在加速電場(chǎng)有:qUmv2解得:U.(2)在磁分析器中,粒子所受洛倫茲力提供向心力,則由qvB,得r代入解得:rP、Q兩點(diǎn)間的距離s2r選擇題考點(diǎn)一帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)1.質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),運(yùn)行的半圓軌跡如圖1中虛線所示,不計(jì)重力,下列表述正確的是()圖1AM帶負(fù)電,N帶正電BM的速率小于N的速率C洛倫茲力對(duì)M、N做正功DM的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間答案A解析根據(jù)左手定則可知N帶正電,M帶負(fù)電,A正確;因?yàn)閞,而M的軌跡半徑大于N的軌跡半徑,所以M的速率大于N的速率,B錯(cuò)誤;洛倫茲力不做功,C錯(cuò)誤;M和N的運(yùn)行時(shí)間都為t,D錯(cuò)誤2.薄鋁板將同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)分成、兩個(gè)區(qū)域,高速帶電粒子可穿過(guò)鋁板一次,在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖2所示,半徑R1R2.假定穿過(guò)鋁板前后粒子電荷量保持不變,不計(jì)重力,則該粒子()圖2A帶正電B在、區(qū)域的運(yùn)動(dòng)速度大小相等C在、區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同D從區(qū)域穿過(guò)鋁板運(yùn)動(dòng)到區(qū)域答案C解析粒子穿過(guò)鋁板受到鋁板的阻力,速度將減小由r可得粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑將減小,故可得粒子是由區(qū)域運(yùn)動(dòng)到區(qū)域,結(jié)合左手定則可知粒子帶負(fù)電,A、B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤;由T可知粒子運(yùn)動(dòng)的周期不變,粒子在區(qū)域和區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均為tT,C選項(xiàng)正確考點(diǎn)二質(zhì)譜儀3.質(zhì)譜儀是測(cè)帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的一種儀器,它的工作原理是帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)同一電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),然后利用相關(guān)規(guī)律計(jì)算出帶電粒子的質(zhì)量其工作原理如圖3所示,虛線為某粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,由圖可知()圖3A此粒子帶負(fù)電B下極板S2比上極板S1電勢(shì)高C若只增大加速電壓U,則半徑r變大D若只增大入射粒子的質(zhì)量,則半徑r變小答案C解析由題圖結(jié)合左手定則可知,該粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)要加速,因粒子帶正電,所以下極板S2比上極板S1電勢(shì)低,故B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理得qUmv2,由qvBm得,r,若只增大加速電壓U,由上式可知,則半徑r變大,故C正確;若只增大入射粒子的質(zhì)量,由上式可知,則半徑也變大,故D錯(cuò)誤4.(2018臨沂市高二上期末)質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備,它的構(gòu)造原理圖如圖4所示離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可視為零),經(jīng)MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)設(shè)P到S1的距離為x,則()圖4A若離子束是同位素,則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越小B若離子束是同位素,則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大C只要x相同,對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量一定相同D只要x相同,對(duì)應(yīng)的離子的電荷量一定相等答案B解析粒子在加速電場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng),由動(dòng)能定理得:qUmv2,解得:v.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB,解得:r,所以:x2r;若離子束是同位素,則q相同而m不同,x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大,故A錯(cuò)誤,B正確由x可知,只要x相同,對(duì)應(yīng)的離子的比荷一定相等,離子質(zhì)量和電荷量不一定相等,故C、D錯(cuò)誤5.質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具如圖5所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖,現(xiàn)利用質(zhì)譜儀對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量讓氫元素三種同位素的離子流從容器A下方的小孔S無(wú)初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中氫的三種同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”則下列判斷正確的是()圖5A進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚B進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)能從大到小排列的順序是氕、氘、氚C在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間由大到小排列的順序是氕、氘、氚Da、b、c三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚答案A解析氫元素的三種同位素離子均帶正電,電荷量大小均為e,經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng),由動(dòng)能定理有:eUEkmv2,故進(jìn)入磁場(chǎng)中的動(dòng)能相同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;且質(zhì)量越大的離子速度越小,故A項(xiàng)正確;三種離子進(jìn)入磁場(chǎng)后,洛倫茲力充當(dāng)向心力,evBm,解得:R,可見,質(zhì)量越大的離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越大,D項(xiàng)錯(cuò)誤;在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為半個(gè)周期,tT,可見離子質(zhì)量越大運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng),C項(xiàng)錯(cuò)誤考點(diǎn)三回旋加速器6.(多選)一個(gè)用于加速質(zhì)子的回旋加速器,其核心部分如圖6所示,D形盒半徑為R,垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩盒分別與交流電源相連設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為q,則下列說(shuō)法正確的是()圖6AD 形盒之間交變電場(chǎng)的周期為B質(zhì)子被加速后的最大速度隨B、R的增大而增大C質(zhì)子被加速后的最大速度隨加速電壓的增大而增大D質(zhì)子離開加速器時(shí)的最大動(dòng)能與R成正比答案AB解析D形盒之間交變電場(chǎng)的周期等于質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期,A對(duì);由r得:當(dāng)rR時(shí),質(zhì)子有最大速度vm,即B、R越大,vm越大,vm與加速電壓無(wú)關(guān),B對(duì),C錯(cuò);質(zhì)子離開加速器時(shí)的最大動(dòng)能Ekm
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