物理带电粒子在复合场中的运动练习题及答案

一、带电粒子在复合场中的运动专项训练1.小明受回旋加速器的启发，设计了如图 1 所示的"回旋变速装置两相距为 d 的平行金属栅极板 N,板 M 位于 x 轴上，板/V 在它的正下方・两板间加上如图 2 所示的幅值为2S 的交变电压，周期TQ=%・板 M 上方和板/V 下方有磁感应强度大小均为&方向相 qB反的匀强磁场.粒子探测器位于 y 轴处，仅能探测到垂直射入的带电粒子.有一沿 x 轴可移动、粒子出射初动能可调节的粒子发射源，沿 y 轴正方向射出质量为巾、电荷量为 q(q>0)的粒子.=0时刻，发射源在(X,0)位置发射一带电粒子.忽略粒子的重力和其它阻力，粒子在电场中运动的时间不计.y 探测器o:To::2T0•Co(1)若粒子只经磁场偏转并在尸为处被探测到，求发射源的位置和粒子的初动能：(2)若粒子两次进出电场区域后被探测到，求粒子发射源的位置 x 与被探测到的位置 y 之间的关系【来源】【省级联考】浙江省 2019 届高三上学期 11 月选考科目考试物理试题【答案】(1)心=儿，( 心。 ) (2)见解析2m【解析】【详解】(1)发射源的位置仏=)'o,粒子的初动能:瓦。=心 ) ；2m(2)分下面三种情况讨论：mvL两由I和*加才=*〃7 讶一？/,扌〃疋,及/=歹+2（凡+尽）,得 x=>*缶 J（）洌+2mqU。町+4mqU°；（ii）如图 2,qU。m2),电荷量均为 q.加速电场的电势差为 U,离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力，也不考虑离子间的相互作用.离子源"(1)求质量为 m.的离子进入磁场时的速率“；⑵ 当磁感应强度的人小为 B 时，求两种离子在 GA 边落点的间距 s；(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度.若狭缝过宽，可能使两束离子在 GA 边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离.设磁感应强度人小可调，GA 边长为定值 L,狭缝宽度为 d,狭缝右边缘在 A 处.离子可以从狭缝各处...