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專題九　帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
素養(yǎng)目標(biāo)　帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法和力學(xué)問(wèn)題的分析方法基本相同，帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題思路就是利用力學(xué)兩把“金鑰匙”，即動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)．(科學(xué)思維)
考點(diǎn)　質(zhì)譜儀和回旋加速器
調(diào)研Ⅰ.質(zhì)譜儀的原理
1．構(gòu)造：質(zhì)譜儀由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片構(gòu)成.
直觀情境
2.原理：粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速，qU＝mv2，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB＝，由以上兩式可得r＝，m＝，＝.
典例1　現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定．質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場(chǎng)加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場(chǎng)．若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場(chǎng)，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍．此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為(　　)
A．11 B．12
C．121 D．144
變式1　阿斯頓最早設(shè)計(jì)了質(zhì)譜儀，并用它發(fā)現(xiàn)了氖20(20Ne)和氖22(22Ne)，證實(shí)了氖同位素的存在．一種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示，半圓柱形通道水平放置，其上下表面內(nèi)半徑均為R、外半徑均為3R，該通道內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正對(duì)著通道出口處放置一張照相底片，記錄粒子從出口射出時(shí)的位置．粒子源釋放出的20Ne和22Ne，加速后垂直通過(guò)速度選擇器的正交電磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0)，接著垂直于通道入口從中縫MN進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，其中20Ne恰能擊中照相底片的正中間位置．已知20Ne質(zhì)量為m1,22Ne質(zhì)量為m2，帶電荷量均為q(q>0)，不計(jì)粒子重力．
(1)求粒子通過(guò)速度選擇器的速度大小v；
(2)求通道中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B1；
(3)調(diào)節(jié)速度選擇器的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，可改變粒子擊中照相底片的位置，為了保證兩種粒子都能擊中照相底片，求電場(chǎng)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)最大值Em的大小．
調(diào)研Ⅱ.回旋加速器
1．組成：如圖所示，兩個(gè)D形盒(靜電屏蔽作用)，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電場(chǎng).
直觀情境
2.條件：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，使粒子每經(jīng)過(guò)一次D形盒縫隙，粒子被加速一次．
3．最大動(dòng)能：由qvmB＝m、Ekm＝mv得Ekm＝，粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和盒半徑R決定，與加速電壓無(wú)關(guān)．
4．總時(shí)間：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期，被電場(chǎng)加速兩次，每次增加動(dòng)能qU，加速次數(shù)n＝，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t＝T＝·＝.(忽略粒子在狹縫中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間)
典例2　(多選)如圖所示是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，分別與高頻交流電源連接，兩個(gè)D形金屬盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩個(gè)D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．加速電壓越大，粒子最終射出時(shí)獲得的動(dòng)能就越大
B．粒子射出時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，與D形金屬盒的半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)
C．若增大加速電壓，粒子在金屬盒間的加速次數(shù)將減少，在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將減小
D．粒子第5次被加速前、后的軌道半徑之比為∶
變式2　(多選)醫(yī)用回旋加速器的示意圖如圖所示，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩個(gè)金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻交流電源相連．現(xiàn)分別加速氘核(H)和氦核(He)．下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．氘核(H)的最大速度較大
B．它們?cè)贒形盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周期相等
C．氦核(He)的最大動(dòng)能較大
D．僅增大高頻交流電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能
考點(diǎn)　帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1．“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較
項(xiàng)目 電偏轉(zhuǎn) 磁偏轉(zhuǎn)
偏轉(zhuǎn)條件 帶電粒子以v⊥E進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)重力) 帶電粒子以v⊥B進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力)
受力情況 只受恒定的電場(chǎng)力F＝Eq 只受大小恒定的洛倫茲力F＝qvB
運(yùn)動(dòng)情況 類平拋運(yùn)動(dòng) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)軌跡 拋物線 圓弧
求解方法 利用類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：x＝v0t，y＝at2，a＝，tan θ＝ 利用牛頓第二定律、向心力公式：r＝，T＝，t＝T
2.帶電粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析思路與解題方法
分析思路 分過(guò)程 將粒子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程劃分為幾個(gè)不同的階段，對(duì)不同的階段選取不同的規(guī)律處理
找關(guān)鍵 確定帶電粒子在場(chǎng)區(qū)邊界的速度(大小和方向)是解決該類問(wèn)題的關(guān)鍵
畫軌跡 根據(jù)受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，大致畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，有利于形象、直觀地解決問(wèn)題
解題方法 電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律＋運(yùn)動(dòng)學(xué)公式＋動(dòng)能定理
類平拋(斜拋)運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)的常規(guī)分解法＋特殊分解法＋功能關(guān)系
磁場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
勻速圓周運(yùn)動(dòng)：圓周運(yùn)動(dòng)公式＋牛頓第二定律＋幾何知識(shí)
典例3　(2023·遼寧卷節(jié)選)如圖所示，水平位置的兩平行金屬板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)是板間距離的倍．金屬板外有一圓心為O的圓形區(qū)域，其內(nèi)部存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子沿中線以速度v0水平向右射入兩板間，恰好從下板邊緣P點(diǎn)飛出電場(chǎng)，并沿PO方向從圖中O′點(diǎn)射入磁場(chǎng)．已知圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑為，不計(jì)粒子重力．　
(1)求金屬板間電勢(shì)差U；
(2)求粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角θ.
1．[先電場(chǎng)加速再磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)模型]如圖所示，初速度不計(jì)的電子束經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入一半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(區(qū)域中心為O，磁場(chǎng)方向垂直于圓面)，最后射到了與OM連線垂直的屏幕上的P處．已知不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò)O點(diǎn)打到屏幕的中心M處，電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，電子所受重力不計(jì)．則下列判斷正確的是(　　)
A．圓形區(qū)域中磁場(chǎng)的方向可能垂直于紙面向里
B．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力大小一定是
C．若僅增大加速電壓U，電子束打到屏幕上的位置在P點(diǎn)上方
D．若僅改變圓形區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，電子束可能打不到屏幕上
2．[先磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)再電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)模型](多選)如圖所示，半徑為L(zhǎng)的圓邊界內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab、cd是圓邊界的兩個(gè)互相垂直的直徑，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形defg內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，邊長(zhǎng)de與直徑cd共線，電場(chǎng)與磁場(chǎng)垂直、與gd平行，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)從a點(diǎn)正對(duì)圓心O以初速度v0垂直射入磁場(chǎng)，從d點(diǎn)射出磁場(chǎng)立即進(jìn)入電場(chǎng)，最后恰好從f點(diǎn)射出電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．粒子帶正電
B．電場(chǎng)方向由f指向e
C．粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比值為
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度大小的比值為
答案及解析
考點(diǎn)　質(zhì)譜儀和回旋加速器
典例1　現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定．質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場(chǎng)加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場(chǎng)．若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場(chǎng)，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍．此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為(　　)
A．11 B．12
C．121 D．144
解析：設(shè)加速電壓為U，質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，原來(lái)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)子質(zhì)量為m，一價(jià)正離子質(zhì)量為M.質(zhì)子在入口處從靜止開始加速，由動(dòng)能定理得，eU＝mv，質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，ev1B＝m；一價(jià)正離子在入口處從靜止開始加速，由動(dòng)能定理得，eU＝Mv，該正離子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為12B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑仍為r，洛倫茲力提供向心力，ev2·12B＝M；聯(lián)立解得M∶m＝144∶1，選項(xiàng)D正確．故選D．
變式1　阿斯頓最早設(shè)計(jì)了質(zhì)譜儀，并用它發(fā)現(xiàn)了氖20(20Ne)和氖22(22Ne)，證實(shí)了氖同位素的存在．一種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖所示，半圓柱形通道水平放置，其上下表面內(nèi)半徑均為R、外半徑均為3R，該通道內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正對(duì)著通道出口處放置一張照相底片，記錄粒子從出口射出時(shí)的位置．粒子源釋放出的20Ne和22Ne，加速后垂直通過(guò)速度選擇器的正交電磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0)，接著垂直于通道入口從中縫MN進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，其中20Ne恰能擊中照相底片的正中間位置．已知20Ne質(zhì)量為m1,22Ne質(zhì)量為m2，帶電荷量均為q(q>0)，不計(jì)粒子重力．
(1)求粒子通過(guò)速度選擇器的速度大小v；
(2)求通道中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B1；
(3)調(diào)節(jié)速度選擇器的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，可改變粒子擊中照相底片的位置，為了保證兩種粒子都能擊中照相底片，求電場(chǎng)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)最大值Em的大?。?br/>解析：(1)在速度選擇器中，粒子所受洛倫茲力與電場(chǎng)力相等，即qvB0＝qE0
解得v＝.
(2)依題意知20Ne的軌道半徑為r1＝2R
根據(jù)牛頓第二定律有qvB1＝m1
解得B1＝.
(3)根據(jù)(2)中方程可知，當(dāng)20Ne和22Ne以相同速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)時(shí)，質(zhì)量較大的22Ne軌道半徑較大，所以在保證兩種粒子都能擊中照相底片的情況下，當(dāng)22Ne恰好能夠擊中照相底片時(shí)，其速度最大，速度選擇器的電場(chǎng)強(qiáng)度最大
同理可得vm＝，qvmB1＝m2
其中2rm＝5R，聯(lián)立解得Em＝.
答案：(1)　(2)　(3)
典例2　(多選)如圖所示是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，分別與高頻交流電源連接，兩個(gè)D形金屬盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩個(gè)D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．加速電壓越大，粒子最終射出時(shí)獲得的動(dòng)能就越大
B．粒子射出時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，與D形金屬盒的半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)
C．若增大加速電壓，粒子在金屬盒間的加速次數(shù)將減少，在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將減小
D．粒子第5次被加速前、后的軌道半徑之比為∶
解析：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得qvmB＝m，解得vm＝，則粒子獲得的最大動(dòng)能為Ekm＝mv＝，知粒子獲得的最大動(dòng)能與加速電壓無(wú)關(guān)，與D形金屬盒的半徑R和磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)粒子由動(dòng)能定理有nqU＝，加速次數(shù)n＝，增大加速電壓U，粒子在金屬盒間的加速次數(shù)將減少，粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝T＝將減小，故C正確；對(duì)粒子由動(dòng)能定理得nqU＝mv，解得vn＝，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得qvnB＝m，解得rn＝，則粒子第5次被加速前、后的軌道半徑之比為＝，故D錯(cuò)誤．故選BC．
變式2　(多選)醫(yī)用回旋加速器的示意圖如圖所示，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩個(gè)金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻交流電源相連．現(xiàn)分別加速氘核(H)和氦核(He)．下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．氘核(H)的最大速度較大
B．它們?cè)贒形盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周期相等
C．氦核(He)的最大動(dòng)能較大
D．僅增大高頻交流電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能
解析：帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)速度最大時(shí)粒子的軌跡半徑應(yīng)與D形盒半徑相等，根據(jù)qvB＝m，得v＝，兩粒子的比荷相等，所以最大速度相等，A錯(cuò)誤；帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T＝，兩粒子的比荷相等，所以周期相等，B正確；粒子速度最大時(shí)具有最大動(dòng)能，可得Ek＝mv2＝，則氦核的最大動(dòng)能較大，C正確；僅增大高頻交流電源的頻率，會(huì)導(dǎo)致粒子環(huán)繞周期與加速電壓方向變化的周期不匹配，D錯(cuò)誤．
答案：BC
考點(diǎn)　帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
典例3　(2023·遼寧卷節(jié)選)如圖所示，水平位置的兩平行金屬板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，板長(zhǎng)是板間距離的倍．金屬板外有一圓心為O的圓形區(qū)域，其內(nèi)部存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子沿中線以速度v0水平向右射入兩板間，恰好從下板邊緣P點(diǎn)飛出電場(chǎng)，并沿PO方向從圖中O′點(diǎn)射入磁場(chǎng)．已知圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑為，不計(jì)粒子重力．　
(1)求金屬板間電勢(shì)差U；
(2)求粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角θ.
解析：(1)設(shè)板間距離為d，則板長(zhǎng)為d，帶電粒子在板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝
根據(jù)牛頓第二定律得qE＝ma，解得a＝
設(shè)粒子在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0，根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得＝at，d＝v0t0
聯(lián)立解得U＝.
(2)設(shè)粒子出電場(chǎng)時(shí)與水平方向夾角為α，則有tan α＝＝，故α＝
則出電場(chǎng)時(shí)粒子的速度為v＝＝v0
粒子出電場(chǎng)后沿直線做勻速直線運(yùn)動(dòng)，接著進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)牛頓第二定律，由洛倫茲力提供粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，得qvB＝m，解得r＝＝
已知圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑為R＝，故r＝R
粒子沿PO方向射入磁場(chǎng)即沿半徑方向射入磁場(chǎng)，故粒子將沿半徑方向射出磁場(chǎng)，粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向的夾角為θ，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)圓弧軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角也為θ，由幾何關(guān)系可得θ＝2α＝
故粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向的夾角為或60°.
答案：(1)　(2)或60°
1．[先電場(chǎng)加速再磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)模型]如圖所示，初速度不計(jì)的電子束經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入一半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(區(qū)域中心為O，磁場(chǎng)方向垂直于圓面)，最后射到了與OM連線垂直的屏幕上的P處．已知不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò)O點(diǎn)打到屏幕的中心M處，電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，電子所受重力不計(jì)．則下列判斷正確的是(　　)
A．圓形區(qū)域中磁場(chǎng)的方向可能垂直于紙面向里
B．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力大小一定是
C．若僅增大加速電壓U，電子束打到屏幕上的位置在P點(diǎn)上方
D．若僅改變圓形區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，電子束可能打不到屏幕上
解析：根據(jù)電子偏轉(zhuǎn)的方向和左手定則可知，圓形區(qū)域中磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外，A錯(cuò)誤；在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理有eU＝mv2，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力大小為F＝evB＝m＝，而電子的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑不等于r，B錯(cuò)誤；若僅增大加速電壓U，電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度增大，洛倫茲力增大，電子在磁場(chǎng)中的軌道半徑變大，電子束打到屏幕上的位置在P點(diǎn)下方，C錯(cuò)誤；若僅增大圓形區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，由m＝evB可知，電子在磁場(chǎng)中的軌道半徑變小，電子束可能打不到屏幕上，D正確．
答案：D
2．[先磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)再電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)模型](多選)如圖所示，半徑為L(zhǎng)的圓邊界內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab、cd是圓邊界的兩個(gè)互相垂直的直徑，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形defg內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，邊長(zhǎng)de與直徑cd共線，電場(chǎng)與磁場(chǎng)垂直、與gd平行，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)從a點(diǎn)正對(duì)圓心O以初速度v0垂直射入磁場(chǎng)，從d點(diǎn)射出磁場(chǎng)立即進(jìn)入電場(chǎng)，最后恰好從f點(diǎn)射出電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．粒子帶正電
B．電場(chǎng)方向由f指向e
C．粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比值為
D．磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度大小的比值為
解析：粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則知，粒子帶正電，A正確；粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)特點(diǎn)，靜電力方向水平向右，又因?yàn)榱Ｗ訋д?，所以電?chǎng)方向由e指向f，B錯(cuò)誤；根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝＝，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2＝，則＝，C正確；設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有qv0B＝m，解得B＝，在電場(chǎng)中沿著de方向以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，L＝v0t2，沿著電場(chǎng)力方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，L＝·t，解得E＝，則＝，D錯(cuò)誤．
答案：AC(共29張PPT)
專題九　帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
第九章　磁　場(chǎng)
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