微点突破(17) 带电粒子在有界磁场中的运动问题-【一书三用】2024年高考物理寒假作业高三复习用书

第二部分加练重点·补短板 微点突破（十七） 带电粒子在有界磁场中的运动问题 精研一题 全取一类 [典例门（多选） 1.(多选)小明同学对正、负电子对撞产生了浓厚的 如图所示，在方向竖直 兴趣，他根据所学知识设计了正，负电子对撞装置， 向下的匀强磁场中，水 D 通过电子在匀强磁场中的运动来实现正、负电子在 y 平地面上放置一长方 不同位置能发生正碰。如图 .ic 所示，ab和cd是关于y轴对 体OACDO'A'CD'粒 称、间距为2！的直线磁场边 ·· 子收集装置，其中CD=8L,CA=4L,该装置六个面 界，在两边界之间有两个有 均为荧光屏，吸收击中荧光屏的粒子时可显示粒子 界匀强磁场。两磁场的边界 ×××× 位置。在长方体中心P处的粒子放射源，可在水平：MN位于x轴上方且平行于 面EFGH内沿各个方向均匀发射速率为o的带正：x轴，MN与x轴的距离h可 电粒子，发现在一段时间内，粒子源发射出粒子总： 澗。MV下方的磁场垂直纸面向里，上方的磁场垂 直纸面向外，磁感应强度大小均为B。若将质量为 数中有2被荧光屏OOA'A所吸收。已知这些粒子 m、电荷量为e的正、负电子分别从ab和cd磁场边 的比荷均为9，不计粒子重力及粒子间的相互作用。： 界上沿x轴同时以相同速率0一BB进人匀强磁 Am 下列说法正确的是 场，使正、负电子能在y轴的不同位置垂直于y轴 方向发生正碰，则MN与x轴的距离h的大小可 A.匀强磁场的磁感应强度大小为) 能是（不计粒子间的相互作用力和粒子重力）() B,匀强磁场的磁感应强度大小为” A.B+2 B.32 4 4 C.荧光屏DDC'C上亮线的长度为(2十√3)L c.28-▣ 8 n D.荧光屏DD'CC上亮线的长度为2(1+)L 2.(多选)2022年6月2日，北京正负电子对撞机 [解题关键] “撞”出里程碑式新发现。如图是对撞测量区的简 切入，点 从“粒子源发射出粒子总数中有)被荧光屏 化示意图，I区磁感应强 度大小为B,磁场边界 O)A'A所吸收”分析形成的原因。 垂直于荧光面O)A'A发射的粒子轨迹与 MN平行于PQ、EF垂直 Ix 隐藏点 EF相切 于MN。正负电子分别以 相同速率、平行EF且垂 障碍点 向EF发射的粒子和向HG发射的粒子具有 “相似性” 直磁场的方向入射，由注 人口C,D进入I区，在Ⅱ 深得一法 区平行于EF方向上进行 PD. d 分析带电粒子在有界磁场中运动的方法 对撞。已知：注入口C、D到EF的距离均为d,边 画轨迹 →确定圆心 界MN和PQ的间距为4d,正，负电子的质量均为 ①轨道半径与磁感应强度、运动速度相 联系，即R册 ,所带电荷量分别为e和一c,且速率均为Bd,电 () ②由几何方法（一般由数学知识，如勾殷 子重力不计，下列说法正确的是 找联系 定理、三角函数等)来确定半径 A,正电子由注入口C注入对撞测量区 ③偏转角度与圆心角、运动时间相联系 B.负电子由注入口C注入对撞测量区 ④粒子在磁场屮运动时问与周期相联系 C.Ⅱ区磁感应强度大小为B 用规律 牛顿第二定律和圆尚运动的规律等， 特别是周期公式、半径公式 D正，负电子在对撞测量区经过时间常相撞 75 新高考方案系列丛书一书三用物理 3.(多选)利用磁聚焦和磁控束可以改变一束平行带：不等的α粒子，粒子的速度方向与磁场方向垂 电粒子的宽度，人们把此原理运用到薄膜材料制： 直，不计粒子间的相互作用力，已知质子的电荷量 备上，使芯片技术得到飞 为e,质量为m,下列说法正确的是 () 速发展。如图，宽度为rw A.若AB、AD边有粒子射出，则BC边一定有粒子射出 的带正电粒子流水平向 右射人半径为。的圆形 B若粒子可以到达B点，则其最小速度为③BL 6m 匀强磁场区域，磁感应强 C.到达A点和到达B点的粒子一定具有相同 度大小为B,这些带电 的速率 粒子都将从磁场圆上O D.运动轨迹与AD边相切（由CD边出磁场）的速 点进入正方形区域，正方形过O点的一边与半径 率最小的粒子在篮场中的运动时间为器 为”。的磁场圆相切。在正方形区域内存在一个面： 积最小的匀强磁场区域，使汇聚到0点的粒子经：6，半导体有着广泛的应 离子源 过该磁场区域后宽度变为2。，且粒子仍水平向右： 用，人们通过离子注入的 方式优化半导体以满足 加速器 射出，不考虑粒子间的相互作用力及粒子的重力，： E E -10 下列说法正确的是 (） 不同的需求。离子注人 系统的原理简化如图所 G A正方形区域中匀强磁场的磁感应强度大小为 2B。,方向垂直纸面向里 示。质量为m、电荷量为 B.正方形区域中匀强磁场的磁感应强度大小为： q的正离子经电场加速 品圆面 后从EE,中点P垂直 2B,方向垂直纸面向里 OE射人四分之一环形匀强磁场，环形磁场圆心为 C.正方形区域中