2015《步步高》高考物理（浙江专用）大一轮复习课件（含实验专题）：第八章 磁 场（4份，含素材）

第八章 磁场 专题八　带电粒子在复合场中的运动 专题八　带电粒子在复合场中的运动 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 题组扣点 题组答案 1.A 2.BC 3.ABC 4.AC 考点梳理答案 一、 1.磁场 2.交替 二、 1.静止 匀速直线 2.相等 相反 匀速圆周 3.非匀 三、 4. (3) BLv 1.(2) 2.(2) 3.(2) 专题八　带电粒子在复合场中的运动 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 考点一　回旋加速器和质谱仪 课堂探究 1．回旋加速器的最大动能Ekmax＝eq \f(q2B2R2,2m)，与回旋加速器D形盒的半径R有关，与磁感应强度B有关，而与加速电压无关． 2．粒子在磁场中运动的周期与交变电流的周期相同． 专题八　带电粒子在复合场中的运动 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 课堂探究 图10 【例1】 回旋加速器是用来加速带电粒子，使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝都得到加速，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子带电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图10所示．问： (1)D形盒内有无电场？ (2)粒子在盒内做何种运动？ (3)所加交流电压频率应是多大，粒子运动的角速度 为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其间电场均匀，求把静止粒子加速到上述能量所需时间． 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题八　带电粒子在复合场中的运动 课堂探究 回旋加速器原理 【例1】 粒子带电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图10所示．问： (1)D形盒内有无电场？ (2)粒子在盒内做何种运动？ (3)所加交流电压频率应是多大，粒子运动的角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其间电场均匀，求把静止粒子加速到上述能量所需时间． 173.unknown 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题八　带电粒子在复合场中的运动 课堂探究 【例1】 粒子带电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图10所示．问： (1)D形盒内有无电场？ (2)粒子在盒内做何种运动？ (3)所加交流电压频率应是多大，粒子运动的角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其间电场均匀，求把静止粒子加速到上述能量所需时间． 解析　(1)扁形盒由金属导体制成，具有屏蔽外电场的作用，盒内无电场． (2)带电粒子在盒内做匀速 圆周运动，每次加速之后 半径变大． 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题八　带电粒子在复合场中的运动 课堂探究 【例1】 粒子带电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图10所示．问： (1)D形盒内有无电场？ (2)粒子在盒内做何种运动？ (3)所加交流电压频率应是多大，粒子运动的角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其间电场均匀，求把静止粒子加速到上述能量所需时间． (3)粒子在电场中运动时间极短，因此高频交流电压频率要等于粒子回旋频率，因为T＝eq \f(2πm,qB)，故得 回旋频率f＝eq \f(1,T)＝eq \f(qB,2πm)， 角速度ω＝2πf＝eq \f(qB,m)． 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟 专题八　带电粒子在复合场中的运动 课堂探究 【例1】 粒子带电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图10所示．问： (1)D形盒内有无电场？ (2)粒子在盒内做何种运动？ (3)所加交流电压频率应是多大，粒子运动的角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？最大动能为多少？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，其间电场均匀，求把静止粒子加速到上述能量所需时间． (4)粒子圆旋半径最大时，由牛 顿第二定律得 qvmB＝eq \f(mv\o\al( 2,m),Rm)， 故vm＝eq \f(qBRm,m)． 最大动能Ekm＝eq \f(1,2)mveq \o\al( 2,m)＝eq \f(q2B2R\o\al( 2,m),2m)． 题组扣点 课堂探究 学科素养培养 高考模拟