【的答案】涉及复合场的科技应用问题.docVIP

涉及复合场的科技应用问题 1.速度选择器 1．(2006年高考全国卷·17)下图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动，由O′射出。不计重力作用，可能达到上述目的的办法是A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里 B．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里 C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外 D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外 【答案】AD解析电子能够沿水平直线运动，说明电子在平行金属板间受到的电场力和洛伦兹力平衡。当a板电势高于b板电势时，电子所受电场力向上，则洛伦兹力应向下，由左手定则可判定B垂直纸面向里，故A选项正确，同理选项D也是正确的。 解析若电势φaφb，则场强E方向向下，电子所受电场力eE向上，则洛伦兹力必须向下，由左手定则知A对C错；若φaφb，则场强E方向向上，电场力eE向下，洛伦兹力必须向上，同理可知：D对B错。 评注这是一个典型的速度选择器模型，注意其原理及负电荷所受电场力和洛伦兹力方向的判定。 2．图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束．则下列判断正确的是A．这三束正离子的速度一定不相同 B．这三束正离子的比荷一定不相同 C．a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向b D．若这三束离子改为带负电而其他条件不变则仍能从d孔射出 答案BCD 3．如图所示，水平放置的两块平行金属板，充电后与电源断开．板间存在着方向竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向里、磁感强度为B的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力及空气阻力)，以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区，恰好做匀速直线运动．则A．粒子一定带正电 B．若仅将板间距离变为原来的2倍，粒子运动轨迹偏向下极板 C．若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子仍将做匀速直线运动 D．若撤去电场，粒子在板间运动的最长时间可能是 答案CD 2.回旋加速器 4. 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频率电源两极相接触，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每穿过狭缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒圆心附近，若离子源射出的离子电量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图所示：问： 盒内有无电场？　离子在盒内做何种运动？　所加交流电频率应是多大，离子角速度为多大？　离子离开加速器时速度为多大，最大动能为多少？　设两D形盒间电场的电势差为U，其电场均匀(粒子在电场中的加速时间可忽略)，求加速到上述能量所需时间。【解析】若盒内有电场，离子不能做匀速圆周运动，所以无电场； 所加交流电频率应等于离子做匀速圆周运动的频率： 　　 　　　 　　粒子加速到上述能量所需时间t等于圆周运动的时间，又粒子每转一周增加能量为2qU，所以粒子旋转的圈数：　　　 【点评】回旋加速器是典型模型，对它的原理和相关的计算应给予重点把握。5．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是A．减小磁场的磁感应强度 B．减小狭缝间的距离 C．增大高频交流电压 D．增大金属盒的半径 D 6. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是A．离子每回旋一次的轨道半径变大，在磁场中回旋时间也不断变长 B．为使离子能不断加速，两D形盒间所加的电场必须为匀强电场 C．增加两个D形盒间所加的电压，则射出D形盒后离子所获得动能将变大 D．当增加加速器所在的磁场后，粒子回旋的次数将增加，最后射出加速器后的速度也将变大 【答案】7.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成交变电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时