2020-2021学年高中物理(人教版-选修3-1)第3章-第6节-课时作业.docx
《2020-2021学年高中物理(人教版-选修3-1)第3章-第6节-课时作业.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2020-2021学年高中物理(人教版-选修3-1)第3章-第6节-课时作业.docx(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第6节带电粒子在匀强磁场中的运动1洛伦兹力方向总是垂直于速度方向,所以洛伦兹力不对带电粒子做功,它只转变带电粒子速度的方向,不转变带电粒子速度的大小2垂直射入匀强磁场的带电粒子,在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力充当向心力即Bqvm,所以r,由v,得知T3质谱仪的原理和应用(1)原理图:如图1所示图1(2)加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得:qUmv2(3)偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力供应向心力:qvB(4)由两式可以求出粒子的质量、比荷、半径等,其中由r可知电荷量相同时,半径将随质量变化(5)质谱仪的应用:可以测定带电粒子的质量和分析同位素4回旋加
2、速器的原理及应用(1)构造图:如图2所示回旋加速器的核心部件是两个D形盒图2(2)原理回旋加速器有两个铜质的D形盒D1、D2,其间留有一空隙,加以加速电压,离子源处在中心O四周,匀强磁场垂直于D形盒表面粒子在两盒空间的匀强磁场中,做匀速圆周运动,在两盒间的空隙中,被电场加速假如交变电场的周期与粒子在磁场中的运动周期相同,粒子在空隙中总被加速,半径r渐渐增大,达到预定速率后,用静电偏转极将高能粒子引出D形盒用于科学争辩(3)用途加速器是使带电粒子获得高能量的装置,是科学家探究原子核的有力工具,而且在工、农、医药等行业得到广泛应用5一个质量为m、电荷量为q的粒子,在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速
3、圆周运动,则下列说法中正确的是()A它所受的洛伦兹力是恒定不变的B它的速度是恒定不变的C它的速度与磁感应强度B成正比D它的运动周期与速度的大小无关答案D解析粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力供应向心力,沦伦兹力的大小不变,方向始终指向圆心,不断转变,所以A错速度的大小不变,方向不断转变,所以B错由于粒子进入磁场后洛伦兹力不做功,因此粒子的速度大小不转变,粒子速度大小始终等于其进入磁场时的值,与磁感应强度B无关,所以C错由运动周期公式T,可知T与速度v的大小无关即D正确6两个粒子,带电量相等,在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动()A若速率相等,则半径必相等B若质量相等,则周期必相
4、等C若动能相等,则周期必相等D若质量相等,则半径必相等答案B解析依据粒子在磁场中的运动轨道半径r和周期T公式可知,在q、B确定的状况下,轨道半径r与v和m的大小有关,而周期T只与m有关【概念规律练】学问点一带电粒子在匀强磁场中的圆周运动1在匀强磁场中,一个带电粒子做匀速圆周运动,假如又垂直进入另一磁感应强度是原来的磁感应强度2倍的匀强磁场,则()A粒子的速率加倍,周期减半B粒子的速率不变,轨道半径减半C粒子的速率减半,轨道半径为原来的四分之一D粒子的速率不变,周期减半答案BD解析洛伦兹力不转变带电粒子的速率,A、C错由r,T知:磁感应强度加倍时,轨道半径减半、周期减半,故B、D正确2质子(p)
5、和粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为Rp和R,周期分别为Tp和T,则下列选项正确的是()ARpR12TpT12BRpR11TpT11CRpR11TpT12DRpR12TpT11答案A解析质子(H)和粒子(He)带电荷量之比qpq12,质量之比mpm14.由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律,R,T,粒子速率相同,代入q、m可得RpR12,TpT12,故选项A正确学问点二带电粒子在有界磁场中的圆周运动3. 如图3所示,一束电子的电荷量为e,以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中,穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是30,则电子的质量是
6、多少?电子穿过磁场的时间又是多少?图3答案解析电子在磁场中运动时,只受洛伦兹力作用,故其轨道是圆弧的一部分又因洛伦兹力与速度v垂直,故圆心应在电子穿入和穿出时洛伦兹力延长线的交点上从图中可以看出,AB弧所对的圆心角30,OB即为半径r,由几何关系可得:r2d.由半径公式r得:m.带电粒子通过AB弧所用的时间,即穿过磁场的时间为:tTT.点评作出挂念线,构成直角三角形,利用几何学问求解半径求时间有两种方法:一种是利用公式tT,另一种是利用公式t求解4. 一磁场宽度为L,磁感应强度为B,如图4所示,一电荷质量为m、带电荷量为q,不计重力,以某一速度(方向如图)射入磁场若不使其从右边界飞出,则电荷的
7、速度应为多大?图4答案v解析若要粒子不从右边界飞出,当达最大速度时运动轨迹如图,由几何学问可求得半径r,即rrcos L,r,又Bqv,所以v.学问点三质谱仪5. 质谱仪原理如图5所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分别器,磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分别器后做匀速圆周运动求:图5(1)粒子的速度v为多少?(2)速度选择器的电压U2为多少?(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大?答案(1) (2)B1d (3) 解析依据动能定理可求
8、出速度v,据电场力和洛伦兹力相等可得到v2,再据粒子在磁场中做匀速圆周运动的学问可求得半径(1)在a中,e被加速电场U1加速,由动能定理有eU1mv2得v .(2)在b中,e受的电场力和洛伦兹力大小相等,即eevB1,代入v值得U2B1d .(3)在c中,e受洛伦兹力作用而做圆周运动,回转半径R,代入v值解得R .点评分析带电粒子在场中的受力,依据其运动特点,选择物理规律进行求解分析学问点四回旋加速器6在回旋加速器中()A电场用来加速带电粒子,磁场则使带电粒子回旋B电场和磁场同时用来加速带电粒子C在沟通电压确定的条件下,回旋加速器的半径越大,则带电粒子获得的动能越大D同一带电粒子获得的最大动能
9、只与沟通电压的大小有关,而与沟通电压的频率无关答案AC解析电场的作用是使粒子加速,磁场的作用是使粒子回旋,故A选项正确;粒子获得的动能Ek,对同一粒子,回旋加速器的半径越大,粒子获得的动能越大,故C选项正确7有一回旋加速器,它的高频电源的频率为1.2107 Hz,D形盒的半径为0.532 m,求加速氘核时所需的磁感应强度为多大?氘核所能达到的最大动能为多少?(氘核的质量为3.31027 kg,氘核的电荷量为1.61019C)答案1.55 T2.641012 J解析氘核在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力供应向心力,据牛顿其次定律qvBm,周期T,解得圆周运动的周期T.要使氘核每次经过电场均被加速,则
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- -学案导学设计 学案导学 设计 2020 2021 学年 高中物理 人教版 选修 课时 作业
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。