2019年高中物理总复习：有界磁场、带电粒子匀速圆周运动、复合场运动综合专题练习

人教版2019年高中物理 有界磁场、带电粒子匀速圆周运动、复合场运动综合专题练习（含答案） 学生姓名： 年 级： 老 师： 上课日期： 时 间： 课 次： 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中运动 实验操作 轨迹特点 不加磁场时 电子束的径迹是直线 给励磁线圈通电后 电子束的径迹是圆 保持电子速度不变，改变磁感应强度 磁感应强度越大，轨迹半径越小 保持磁感应强度不变，改变电子速度 电子速度越大，轨迹半径越大 2．洛伦兹力的作用效果 洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向，不改变带电粒子速度的大小，或者说洛伦兹力不对带电粒子做功，不改变粒子的能量。 3．带电粒子的运动规律 沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。洛伦兹力总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用。 二、质谱仪和回旋加速器 1．质谱仪 (1)原理图：如图所示。 (2)加速 带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得： qU＝mv2。① (3)偏转 带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB＝。② (4)由①②两式可以求出粒子的运动半径r、质量m、比荷可知电荷量相同时，半径将随质量变化。 等。其中由r＝ (5)质谱仪的应用 可以测定带电粒子的质量和分析同位素。 2．回旋加速器的结构和原理 (1)两个中空的半圆金属盒D1和D2，处于与盒面垂直的匀强磁场中，D1和D2间有一定的电势差，如图所示。 (2)带电粒子在D形盒中只受洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，运动半周后带电粒子到达D形盒的狭缝处，并被狭缝间的电场加速，加速后的带电粒子进入另一D形盒，由粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动的半径公式r＝可知，其运动周期与速度无关，即它运动的周期不变，它运动半个周期后又到达狭缝再次被加速，如此继续下去，带电粒子不断地被加速，在D形盒中做半径逐渐增大，但周期不变的圆周运动。知，它运动的半径将增大，由周期公式T＝ 1．自主思考——判一判 (1)带电粒子进入匀强磁场后一定做匀速圆周运动。(×) (2)运动电