文档介绍：1.(2013年江西百校联考) 图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个“D”形金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列说法中正确的是
A. 在Ek-t图中应有t4-t3= t3-t2= t2-t1
B. 高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1
C. 要使粒子获得的最大动能增大,可以增大“D”形盒的半径[来源:学。科。网]
D. 在磁感应强度B、“D”形盒半径尺、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下,粒子的加速次数越多,粒子的最大动能一定越大
答案:AC解析:根据回旋加速器的原理可知,带电粒子运动周期相同,每经过半个周期加速一次,在Ek-t图中应有t4-t3= t3-t2= t2-t1,选项A正确;高频电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1),选项B错误;粒子的最大动能只与回旋加速器的D型盒半径和磁感应强度有关,与加速电压和加速次数无关,要使粒子获得的最大动能增大,可以增大“D”形盒的半径,选项C正确D错误。
2.(2013武汉联考)如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为
∶2 ∶1 ∶4 ∶3
答案:C
解析:根据粒子a、b动能相同,mava2=mbvb2;a粒子在磁场中运动轨迹半径ra=d/,b粒子在磁场中运动轨迹半径rb=d,所对的圆心角为120°,轨迹弧长为sa=2πra/3=2πd/3,运动时间ta= sa/va;b粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为60°,轨迹弧长为sb=πrb/3=πd/3,运动时间tb= sb/vb;联立解得为a、b两粒子的质量之比为T/6,根据周期公式,T=, a、b两粒子同时到达P点,的质量之比为ma∶mb=3∶4,选项C正确。
3. (18分)(2013河南三市联考)如图所示,在xoy平面内,过原点O的虚线MN与y轴成45°角,在MN左侧空间有沿y轴负方向的匀强电场,在MN右侧空间存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、带电量为q的正、负两个带电粒子,从坐标原点O沿y轴负方向以速度v0射入磁场区,在磁场中运动一段时间后进入电场区,已知电场强度为 E=2Bv0,不计重力,求:
(1) 两个带电粒子离开磁场时的位置坐标间的距离;
(2) 带负电的粒子从原点O进人磁场区域到再次抵达x轴的时间及位置坐标。
. 解题思路:应用洛伦兹力等于向心力求出轨迹半径,画出轨迹,利用相关知识得到两个带电粒子离开磁场时的位置坐标间的距离;
利用类平抛运动规律和相关知识带负电的粒子从原点O进人磁场区域到再次抵达x轴的时间及位置坐标。
考查要点:洛伦兹力、牛顿运动定律、类平抛运动规律等。
解析:
(1)正负带电粒子在磁场中运动时,有qv0B=m,解得R=。
对于带正电的粒子,离开磁场的位置坐标为(R,R),
对于带负电的粒子,离开磁场的位置坐标为(-R,-R)。
两个带电粒子离开磁场的位置坐标之间的距离为△x==2R。
△x=2。
(2)对于带负电的粒子,在磁场中运动的时间为t1=