專題提升練23帶電粒子在組合場中的運(yùn)動及其在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用15672341.回旋加速器使人類對高能粒子的獲得取得了跨越性的進(jìn)步，圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，A、C板間有電場，虛線(含A、C板)之外的D形盒區(qū)域有勻強(qiáng)磁場，粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示。下列說法正確的是(

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A.A、C間電場為交變電場B.帶電粒子每一次加速前后，速度增加量相同C.粒子從離開A板到再次回到A板，其間被加速兩次D.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)梯級Ⅰ基礎(chǔ)練

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解析15672343.(多選)(2025·茂名模擬)如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列說法正確的是(

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解析15672344.(2025·湛江模擬)如圖所示，距離為L的豎直虛線P與Q之間分布著豎直向下的勻強(qiáng)電場，A為虛線P上一點(diǎn)，C為虛線Q上一點(diǎn)，水平虛線CD與CF之間分布著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，虛線CF與虛線Q之間的夾角θ=30°，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從A點(diǎn)以水平初速度v0射出，恰好從C點(diǎn)射入磁場，速度與水平方向的夾角也為θ，粒子重力可忽略不計(jì)。求:(1)粒子帶何種電荷?電場強(qiáng)度大小；1567234梯級Ⅱ能力練

解析1567234(2)粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑；

解析1567234(3)粒子在磁場中運(yùn)動的時間。

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1567234(1)粒子剛進(jìn)入磁場區(qū)域的速度；

解析1567234(2)某粒子初速度方向與x軸正方向夾角為45°，恰能從磁場上邊界垂直射出，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B1為多少；

解析1567234(3)調(diào)節(jié)不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則能從磁場上邊界垂直射出的粒子的運(yùn)動半徑不同。其中半徑最小時對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2為多少。粒子運(yùn)動過程如圖乙所示，解析1567234

解析15672346.(2024·甘肅卷)質(zhì)譜儀是科學(xué)研究中的重要儀器，其原理如圖所

示。Ⅰ為粒子加速器，加速電壓為U；Ⅱ?yàn)樗俣冗x擇器，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E1，方向沿紙面向下，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，方向垂直紙面向里；Ⅲ為偏轉(zhuǎn)分離器，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，方向垂直紙面向里。從S點(diǎn)釋放初速度為零的帶電粒子(不計(jì)重力)，加速后進(jìn)入速度選擇器做直線運(yùn)動、再由O點(diǎn)進(jìn)入分離器做圓周運(yùn)動，最后打到照相底片的P點(diǎn)處，運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示。1567234(1)粒子帶正電還是負(fù)電?求粒子的比荷。1567234

解析1567234(2)求O點(diǎn)到P點(diǎn)的距離。

解析1567234(3)若速度選擇器Ⅱ中勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小變?yōu)镋2(E2略大于E1)，方向不變，粒子恰好垂直打在速度選擇器右擋板的O'點(diǎn)上。求粒子打在O'點(diǎn)的速度大小。粒子進(jìn)入Ⅱ瞬間，粒子受到向上的洛倫茲力F洛=qv0B1，向下的電場力F=qE2，由于E2>E1，且qv0B1=qE1，所以通過配速法，如圖所示，解析1567234

解析15672341567234技法點(diǎn)撥

帶電粒子在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，若所受洛倫茲力與電場力(和重力)不平衡而做復(fù)雜的曲線運(yùn)動時，為帶電粒子配上一對等大反向的速度或?qū)щ娏Ｗ拥某跛俣冗M(jìn)行拆分，那么帶電粒子復(fù)雜的曲線運(yùn)動就可等效為沿某一方向的勻速直線運(yùn)動和沿某一時針方向的勻速圓周運(yùn)動的合成。7.圖甲是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并與高頻電源相連。帶電粒子從靜止開始運(yùn)動的速率v隨時間t變化如圖乙，已知tn時刻粒子恰射出回旋加速器，不考慮相對論效應(yīng)