《高考物理电磁场模型解题技巧》技巧6 巧解带电粒子在组合场中的运动问题（原卷版）

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2021 年高考物理电磁场模型解题技巧
6.带电粒子在组合场中的运动问题
1．质谱仪
(1)构造：如下图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．
(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，qU＝ .
粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 qvB= .
1．回旋加速器
(1)构造：如右图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形
盒处于匀强磁场中．
(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场
回旋，由 qvB=，得 Ekm＝ ，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度 B和D
形盒半径 r决定，与加速电压无关．
1
技巧 巧读带电粒子在组合场中运动模型问题
1．先磁场后电场模型
常见两种情况：
(1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反；
(2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直(如图 1、2所示)．
2．先电场后磁场模型
(1)先在电场中做加速直线运动，然后进入磁场做圆周运动(如图 3、4所示)；
(2)先在电场中做类平抛运动，然后进入磁场做圆周运动(如图 5所示)．
【例 1】（2019·黄梅国际育才高级中学期中）如图所示，速度选择器中磁感应强度大小为 和电
场强度大小为 ，两者相互垂直．一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过速度选择器后从狭缝
2
进入另一磁感应强度大小为 的匀强磁场，最后打在平板 的 上，不计粒子重力，则（
）
A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B．通过狭缝 的带电粒子速度为
C．打在 处的粒子在磁场 中运动的时间都相同
D．带电粒子打在平板 上的位置越靠近 ，粒子的比荷越大
【例 2】（2020·广东高二月考）质谱仪是分离和检测同位素的仪器，其示意图如图所示。一质量为
m、带电量为 q的粒子从粒子源 S射出时速度很小（可视为零），该粒子经电压为 U的加速电场加
速后，以速度 v垂直进入磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，在磁场中做圆周运动的直径为 D。若
该粒子的重力不计，下列说法正确的是（　　）
A． ，
B． ，
3
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