高考物理二轮总复习精品课件 第2部分 专题整合高频突破 第10讲 带电粒子在组合场、复合场中的运动.ppt

-*-命题热点三命题热点二命题热点一为引出离子束,使用磁屏蔽通道法设计引出器。引出器原理如图所示,一对圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道的圆心位于O点(O点图中未画出)。引出离子时,令引出通道内磁场的磁感应强度降低,从而使离子从P点进入通道,沿通道中心线从Q点射出。已知OQ长度为l,OQ与OP的夹角为θ。(1)求离子的电荷量q并判断其正负。(2)离子从P点进入,Q点射出,通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B,求B。(3)换用静电偏转法引出离子束,维持通道内的原有磁感应强度B不变,在内外金属板间加直流电压,两板间产生径向电场,忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入,Q点射出,求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小。-*-命题热点三命题热点二命题热点一思维导引-*-命题热点三命题热点二命题热点一-*-命题热点三命题热点二命题热点一(3)电场强度方向沿径向向外-*-命题热点三命题热点二命题热点一规律方法涉及复合场技术的应用,常见的是带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动的几种模型。如:速度选择器、回旋加速器、质谱仪、磁流体发电机、霍尔元件、电磁流量计等。其中速度选择器、磁流体发电机、霍尔元件和电磁流量计的共同特征是粒子在仪器中只受电场力和洛伦兹力作用,并且最终电场力和洛伦兹力平衡。其规律见下图:-*-命题热点三命题热点二命题热点一拓展训练3有一种质谱仪由静电分析器和磁分析器组成,其简化原理如图所示。左侧静电分析器中有方向指向圆心O、与O点等距离各点的电场强度大小相同的径向电场,右侧的磁分析器中分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行,二者间距近似为零。离子源发出两种速度均为v0、电荷量均为q、质量分别为m和0.5m的正离子束,从M点垂直该点电场方向进入静电分析器。在静电分析器中,质量为m的离子沿半径为r0的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,从N点水平射出,而质量为0.5m的离子恰好从ON连线的中点P与水平方向成θ角射出,从静电分析器射出的这两束离子垂直磁场方向射入磁分析器中,最后打在放置于磁分析器左边界的探测板上,其中质量为m的离子打在O点正下方的Q点。-*-命题热点三命题热点二命题热点一不计重力和离子间相互作用。(1)求静电分析器中半径为r0处的电场强度E0和磁分析器中的磁感应强度B的大小。(2)求质量为0.5m的离子到达探测板上的位置与O点的距离l(用r0表示)。(3)若磁感应强度在(B-ΔB)到(B+ΔB)之间波动,要在探测板上完全分辨出质量为m和0.5m的两束离子,求的最大值。-*-命题热点三命题热点二命题热点一-*-命题热点三命题热点二命题热点一l=2rcosθ-0.5r0l=1.5r0。-*-1234怎样得高分1.(多选)如图所示,在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场,第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里,第三象限内的磁场方向垂直纸面向外。P(-l,0)、Q(0,-l)为坐标轴上的两个点。现有一电子从P点沿PQ方向射出,不计电子的重力,则()A.若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线,则电子B.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程一定为πlC.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程可能为2πlD.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则nπl(n为任意正整数)都有可能是电子运动的路程AC-*-12342.(2022·全国卷甲)空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是()B怎样得高分-*-12343.(多选)如图所示,一正方体盒子处于竖直向上的匀强磁场中,盒子边长为l,前后面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒子左面正中间和底面上各有一小孔(孔大小相对底面大小可忽略),底面小孔位置可在底面中线MN上移动,现有一些带-Q电荷量的液滴从左侧小孔以某速度进入盒内,由于洛伦兹力作用,这些液滴会偏向金属板,从而在前后两面间产生电压(液滴落在底部绝缘面或右侧绝缘面时仍将向前后金属板运动,带电液滴到达金属板后将电荷传给金属板后被引流出盒子),当电压达到稳定后,移动底部小孔位置,若液滴速度在某一范围内时,可使得液滴恰好能从底面小孔出去,现可根据底面小孔到M点的距离d计算出稳定电压的大小,若已知磁场磁感应强度为B,则以下说法正确的是()怎样得高分-*-1234A.稳定后前金属板电势较低B