15.(16分)一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U 的加速电场,其初速度几乎为零.这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进 入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在底片上.已知放置底片的区域MN=L,且OM=L 某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧区域QN仍能正常检 测到离子.在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离 子即可在QN检测到 (1)求原本打在MN中点P的离子质量m; (2)为使原本打在P的离子能打在QN区域,求加速电 压U的调节范围 (3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检 测完整,求需要调节U的最少次数.(取1g2=0.301, g3=0.477,lg5=0.699) L 2015年江苏高考15周 B XXx X
2015年江苏高考15题
·15.(16分)回旋加速器的工作原理如题15-1图所示,置于真空 中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为 B的匀强磁场与盒面垂直。被加速粒子的质量为m,电荷量为+q ,加在狭缝间的交变电压如题15-2图所示,电压值的大小为Uo 周期T=。一束该粒子在t=0~时间内从4处均匀地飘入狭缝,其 初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射 的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用。 求: (1)出射粒子的动能E; ×× B (2粒子从飘入狭缝至动能 1x XX 达到E所需的总时间a:xx (3)要使飘入狭缝的粒子中 有超过99%能射出, (题15-1图) (题15-2图) 心应满足的条件。2016年江苏高考15题
• 15．（16分）回旋加速器的工作原理如题15-1图所示，置于真空 中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为 B的匀强磁场与盒面垂直。被加速粒子的质量为m，电荷量为+q ，加在狭缝间的交变电压如题15-2图所示，电压值的大小为U0。 周期T= 。一束该粒子在t=0~ 时间内从A处均匀地飘入狭缝，其 初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射 的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。 求： • (1)出射粒子的动能Ek； • (2)粒子从飘入狭缝至动能 • 达到Ek所需的总时间t总； • (3)要使飘入狭缝的粒子中 • 有超过99%能射出， • d应满足的条件。2016年江苏高考15题
§5.2带电粒子在复合场中的运动 江苏省新海高级中学王承金
§5.2带电粒子在复合场中的运动 江苏省新海高级中学 王承金
初速度v=0 B 9 vo -/qb 你能求出小球运动的最大速度 和下降的最大高度吗?
mg 初速度v0=0 你能求出小球运动的最大速度 和下降的最大高度吗？ F v0 v0=mg/qB
寓 寓 K E 寓 x 重力 E
E 不 E 计重力考虑 F mg qEF
××× XX X xX 重力场 x×××下 A D 组合场 匀强电场复合场 叠加场 匀强磁场 ×××|× e↓ × C
复合场 重力场 电场 磁场 叠加场 组合场 匀强 匀强
1重力场 0 匀变速运动学 0≠共线门直线运动公式 2电场 F不共线匀变速分解 4重力场 ≠0 曲线运动功能观点 电场 类比法
1.重力场 2.电 场 4.重力场 电 场 匀变速 直线运动 v0≠0 v0≠0 F共线 F不共线 运动学 公 式 分解 功能观点 v0=0 匀变速 曲线运动 类比法
等效场力 5重力场 磁场 0-匀速直线L平衡 运动 条件 6电场 磁场 0复杂曲线分解或 Vz≠0 运动功能观点 7重力场 电场 n0一匀速圆周_平衡条件 磁场 运动 FA-man
5.重力场 磁 场 6.电 场 磁 场 7.重力场 电 场 磁 场 v0≠0 匀速直线 运动 复杂曲线 运动 v0≠0 v0=0 平衡 条件 分解或 功能观点 v0≠0 匀速圆周 运动 平衡条件 F合=man 等效场力
重力场 匀变速运动学 共线 动公式 初始 不共线 分解 功能观点 M∠B速 动 复合场 特 汤场场场 运动性 匀速 动F合=m 与P÷0 螺 动分解 件一质 平衡条件 复杂 分解或 里 的功能观点 电功 磁场 圆周运动平衡条件 F 合=mn
复合场 重力场 电 场 重力场 电 场 磁 场 重力场 磁 场 电 场 磁 场 重力场 电 场 磁 场 匀变速 直线运动 匀变速 曲线运动 v0≠0 v0≠0 F共线 F不共线 运动学 公 式 分解 功能观点 v0=0 v0≠0 匀速直线运动 复杂曲线运动 v0≠0 v0=0 平衡条件 分解或 功能观点 v0≠0 匀速圆周运动 平衡条件 F合=man v0≠0 v0≠0 v0 ⊥B 匀速直线运动 匀速圆周运动 v0≠0 v0∥B v0与B夹θ 螺旋线运动 分解 F合=man 受 力 特 点 初 始 条 件 力 运动 力 运动 动力学 方 法 运 动 性 质
例1如图所示,在直角坐标系Oy的第I象限内 有沿y轴负向的匀强电场,电场强度为E,第Ⅳ象 限内有垂直纸面向外的匀强磁场.一个质量为m 电荷量为+q的粒子从轴上的P点沿x轴正向进 入电场,粒子从x轴上的Q点进入磁场.已知Q点 的坐标为(L,0),不计粒子的重力及粒子间的作用 (1)若粒子在Q点的速度方向 与x轴正方向成30°角, 求P、Q两点间的电势差; EQB U √3 2-6 EL
• 例1 如图所示，在直角坐标系xOy的第Ⅰ象限内 有沿y轴负向的匀强电场，电场强度为E，第Ⅳ象 限内有垂直纸面向外的匀强磁场．一个质量为m 、电荷量为＋q的粒子从y轴上的P点沿x轴正向进 入电场，粒子从x轴上的Q点进入磁场．已知Q点 的坐标为(L,0)，不计粒子的重力及粒子间的作用 (1)若粒子在Q点的速度方向 与x轴正方向成30°角， 求P、Q两点间的电势差；