带电粒子在电磁场中运动的科技应用

标签：物理复习方法,高中物理学习方法,高三学习方法,http://www.16qiuxue.com 带电粒子在电磁场中运动的科技应用,
（1）设电子经过加速电压U₀后获得速度为v₀，由动能定理得 　　 　　电子以v₀速度进入偏转电压为U₁的偏转电场，将做类平抛运动，设加速度为a₁，则有 　　，， 　　设偏转角度为θ₁，则 　　由几何关系得电子的总偏移量 　　解得m 　　即OA=3cm 　　（2）电子在竖直方向总偏转量不变，仍为Y，但在水平方向有偏转量，设总偏移为X， 　　同理有m 　　故cm 　　点评：带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同。先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速,直线或曲线），然后选用恰当的规律解题。解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化的观点，选用动能定理和功能关系求解。 　　3．质谱仪 　　带电粒子在电场中加速和在磁场中偏转的科技应用主要是质谱仪，质谱仪有单聚焦质谱仪、双聚焦质谱仪、飞行时间质谱仪、串列加速质谱仪等多种，且质谱仪模型的变式较多，又能较好的考查考生的分析单一物体多过程问题的能力，为此深受命题者青睐，纵观近几年全国各地的高考试题，每年都以计算题的形式考查质谱仪模型及其变式，突显了物理与社会、科技、生活的联系，体现了新课程改革的精髓。如山东高考题，2007年第25题是飞行时间质谱仪，2009年第25题是质谱仪的变式，把匀强磁场变为交变电场；2010年有6个省份考查了质谱仪的不同变式。 　　例4．（09·广东）如图6是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A₁A₂。平板S下方有强度为B₀的匀强磁场。下列表述正确的是 　　A．质谱仪是分析同位素的重要工具 　　B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 　　C．能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于 　　D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小 　　答案：ABC 　　解析：由粒子在电场中加速，可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，由左手定则判定，速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，选项B正确；经过速度选择器时满足，可知能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于，带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有，可见当v相同时，，所以可以用来区分同位素，且R越大，比荷就越大，选项D错误。 　　点评：此题考查了质谱仪的结构、原理和用途。难度较小，此类试题常常以选择题的形式呈现，考查考生的理解能力和推理能力。 　　例5．如图7所示，板间距为、板长为

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]  下一页

，带电粒子在电磁场中运动的科技应用