（江苏专版）2019高考物理一轮复习课时跟踪检测（二十九）带电粒子在组合场中的运动

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1、课时跟踪检测（二十九）带电粒子在组合场中的运动对点训练：质谱仪与冋旋加速器1.如图为一种改进后的冋旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从北处以速度旳沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的冋旋加速器，下列说法正确的是（）A.带电粒子每运动一周被加速两次B.带电粒子每运动一周PP?=PfC.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D.加速电场方向需要做周期性的变化解析：选C带电粒子只有经过/C板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次。电场的方向

2、没有改变，则在处间加速，故A、D错误;根据翁得，则PP?=2⑺一刀）=弓沪,因为每转一圈被加速一次，根据v-i—vx=2ad,知每转一圈，速度的变化量不等，且内一炖S-旳，则2叭故呻误；当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据宀亦得,v=.,知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关，故C正确。2.［多选］质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。rh三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子朿沿直线穿过底板上的小孔o进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板必常上的只、月、*三点，已知底板

3、沏v上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为5、3,速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为&不计-粒子的重力以及它们之间的相互作用，贝9（A.速度选择器屮的电场方向向右,且三种粒子均带正电FB.三种粒子的速度大小均为&C.如果三种粒子的电荷量相等，则打在人点的粒子质量最大D.如果三种粒子电荷量均为且几A的间距为5贝IJ打在A、A两点的粒子质量差为解析：选AC根据粒子在磁感应强度为5的匀强磁场屮的运动轨迹可判断粒子带止电,又市于粒子束在速度选择器中沿直线运动，因此电场方向一定向右，A正确；粒子在速度选择器屮做匀速直线运动，则电场力与洛伦兹力

4、等大反向，Eq=B、qv,可得v=g,B错误；粒2子在底板赵V下侧的磁场屮运动时，洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力，qBw=阮,可得*如果三种粒子的电荷量相等，粒子的质量越大，其轨道半径也越大，所以打在旗的粒子质量最大，C正确；由题图可知此2舲第、05%由题意可知“=OPl0P=2nhuqB?.2rihvqB?.D错误。对点训练：带电粒子在三类组合场中的运动3.(2018・盐城模拟)如图所示，真空中有一以0点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为乩磁场垂直纸面向里。在y>W的区域存在沿—y方向的匀强电场，电场强度为在财点有一粒子源，辐射的粒子以相同的速率r,沿不

5、同方向射入第一象限。发现沿+x方向射入磁场的粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返冋磁场。已知粒子的质量为伽电荷量为+"粒子重力不计。求：(1)圆形磁场区域磁感应强度的大小；(2)沿+/方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出所走过的路程;(3)沿与+/方向成60°角射入的粒子，最终将从磁场的边缘射出，不再进入磁场，求射出点的坐标和粒子从必点运动到射出点的总时间。解析：(1)沿+x方向射入磁场的粒子进入电场后，速度减小到0,粒子一定是从如图的P点射出磁场，逆着电场线运动，所以粒子在磁场中做圆周运动的半径r=R2根据Bqv=—/口lnv得吐孫(2)粒子返回磁场

6、后，经磁场偏转后从川点射出磁场，恵M为直径,粒子在磁场中的路程为二分之一圆周t兀斤61设在电场中的路程为S2,根据动能定理得Ec^=-n^mvS2=Eq总路程s=nR+~.Eq⑶如图，沿与+/方向成60°角射入的粒子，从C点竖直射出、射入磁场，从〃点射入、射出电场，最后从川点（•朋'为直径）射出磁场。所以艸点坐标为（2丘0）在磁场中，段轨迹圆弧对应圆心角a=30°,QV段轨迹圆弧对应圆心角〃=150°,所以在磁场中的时间为半个周期，T只R即tl=2=~粒子在G?段做匀速直线运动，CD=^则从C到〃，再从〃返冋到C所用时间，t2=J粒子在电场中做匀变速直线运动，

7、加速度a=—2v2mvti==厂aEq总时间t=R、2niv一+玮答案:zxmv(临(3)(2丘0)4.如图甲所示，为质谱仪的原理示意图。质量为刃的带正电粒子从静止开始经过电势差为〃的电场加速后，从&点沿纸面垂真于直线胚F进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线胚V为上边界、方向垂直于纸面向外、磁感应强度为〃的匀强磁场，带电粒子经偏转磁场后，最终打在照相底片上的〃点。测得G〃间的距离为〃，粒子的重力忽略不计。求：（2）若偏转磁场为半径厂=零的圆形磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁场边界与直线沏V相切于G点，如图乙所示，当粒子进入磁场时的速度不变时，要使粒子仍能打到〃

8、点,那么，圆形区域内匀强磁场的磁感应强