带电粒子在组合场中的运动对点训练:质谱仪与回旋加速器1.(2018·扬州中学期中)如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束,下列说法中正确的是()A.组成A、B两束的离子都带负电B.组成A、B两束的离子质量一定不同C.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外D.A束离子的比荷大于B束离子的比荷解析:选D离子进入上面磁场时,速度方向向上,洛伦兹力方向向左,根据左手定则可判断出组成A、B两束的离子都带正电,故A错误;离子能沿直线经过速度选择器,则qvB1=qE,可得v=,A、B两束的离子的速度大小相等;进入上面磁场后,由qvB2=m可得r=,因为rA;又离子的质量、速度和电荷量不全相等,故组成A、B两束的离子质量可能相等、可能不等,即B错误、D正确;速度选择器左板带正电、右板带负电,则电场强度向右,离子带正电,电场力的方向向右;沿直线经过速度选择器,洛伦兹力方向向左,离子带正电且速度向上,据左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向里,故C错误
2.[多选](2018·淮安二模)回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子在狭缝间加速的时间忽略不计
匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直
粒子源A产生的粒子质量为m,电荷量为+q,U为加速电压,则()A.交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半B.加速电压U越大,粒子获得的最大动能越大C.D形盒半径R越大,粒子获得的最大动能越大D.磁感应强度B越大,粒子获得的最大动能越大解析:选CD为了保证粒子每次经过电场时都被加速,必须满足交变电压的周期和粒子在磁场中回转周期相等,故A错误;根据洛伦兹力提供向心力qvB=m,解得:v=,动能为:Ek=mv2=,可知,带电粒子的速度与加速电压无关,D形盒半径R越