高三物理粒子源问题PPT课件.ppt

高三物理粒子源问题 1 19 17分 如图所示 一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动 经过一段时间后进入一垂直于纸面向里 磁感应强度为B的最小的圆形匀强磁场区域 图中未画出磁场区域 粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场 电场强度大小为E 方向竖直向上 当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍 已知带电粒子的质量为m 电量为q 重力不计 粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成60 角 试解答 1 粒子带什么电 2 带电粒子在磁场中运动时速度多大 3 该最小的圆形磁场区域的面积为多大 038 08年广东佛山市教学质量检测 一 19 2 解析 本题考查带电粒子在电 磁场中的两运动模型 匀速圆周运动与类平抛运动 及相关的综合分析能力 以及空间想象的能力 应用数学知识解决物理问题能力 根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知 粒子带负电 由于洛仑兹力对粒子不做功 故粒子以原来的速率进入电场中 设带电粒子进入电场的初速度为v0 在电场中偏转时做类平抛运动 由题意知粒子离开电场时的末速度大小为 3 将vt分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度 由几何关系知 联立求解 得 题目 4 3 如图所示 带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力 设在磁场中做圆周运动的半径为R 圆形磁场区域的半径为r 则 由几何知识可得 r Rsin300 磁场区域的最小面积为S r2 联立求解 得 题目 第2页 5 1 如图2所示 真空室内存在匀强磁场 磁场方向垂直于图中纸面向里 磁感应强度的大小B 0 6T 磁场内有一块平面感光平板ab 板面与磁场方向平行 在距ab的距离为L 16cm处 有一个点状的粒子放射源S 它向各个方向发射粒子 粒子的速度都是 已知粒子的电荷与质量之比 现在只考虑在图纸平面中运动的粒子 求ab上被粒子打中的区域的长度 6 如图4所示 在xOy平面内有许多电子 质量为m 电量为e 从坐标原点O不断的以相同大小的速度V0沿不同方向射入I象限 现加一个垂直于xOy平面的磁感应强度为B的匀强磁场 要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴向 x方向运动 试求符合该条件的磁场的最小面积 7 027 盐城市07 08学年度第一次调研考试17 17 12分 如图所示 在直角坐标系的原点O处有一放射源 向四周均匀发射速度大小相等 方向都平行于纸面的带电粒子 在放射源右边有一很薄的挡板 挡板与xoy平面交线的两端M N与原点O正好构成等腰直角三角形 已知带电粒子的质量为m 带电量为q 速度为v MN的长度为L 8 1 若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场 要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上 则电场强度E0的最小值为多大 在电场强度为E0时 打到板上的粒子动能为多大 2 若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场 要使板右侧的MN连线上都有粒子打到 磁场的磁感应强度不能超过多少 用m v q L表示 若满足此条件 放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边 9 由题意知 要使y轴右侧所有运动粒子都能打在MN板上 其临界条件为 沿y轴方向运动的粒子作类平抛运动 且落在M或N点 解 式得 由动能定理知 解 式得 解 题目 10 由题意知 要使板右侧的MN连线上都有粒子打到 粒子轨迹直径的最小值为MN板的长度L 放射源O发射出的粒子中 打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示 OM ON 且OM ON OO1 OO2 v1 v2 放射源O放射出的所有粒子中只有1 4打在MN板的左侧 题目 第2页 11 例1 如图 在区域内存在与xoy平面垂直的匀强磁场 磁感应强度的大小为B 在t 0时刻 一位于坐标原点的粒子源在xoy平面内发射出大量同种带电粒子 所有粒子的初速度大小相同 方向与y轴正方向的夹角分布在0 180 范围内 已知沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界上点离开磁场 求 12 粒子