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2020-2021年新高考備考指導:2019年高考物理考試大綱解讀及復習策略:復習得法,事半功倍.ppt 103頁

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* ⑶小球原來靜止在P點,為使小球能沿圓軌道做完整的圓周運動, 在P點至少要使小球具有多大的沿切線方向的瞬時速度v0? ⑷在滿足上一問的條件下,小球沿圓軌道運動過程中,在哪個位置 動能最大?哪個位置重力勢能最大?哪個位置電勢能最大? 哪個位置機械能最大?在圖中 標出上述各個位置。 ⑷小球重力勢能、動能和電勢能之和恒定。因此可得: 圖中P點動能最大;C點重力勢能最大;B點電勢能最大;A點機械能最大。 例.圖為研究電子槍中電子在電場中運動的簡化模型示意圖。在 Oxy 平面的 ABCD 區域內,存在兩個場強大小均為 E 的勻強電場Ⅰ和Ⅱ,兩電場的邊界均是邊長為 L 的正方形(不計電子所受重力)。 O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L 帶電粒子在電場中的運動 多過程、多對象、數學味兒濃。 (1)在該區域 AB 邊的中點處由靜止釋放電子,求 電子離開 ABCD 區域的位置。 分析:(1)出區域Ⅰ時的為 v0 假設電子從 CD 邊射出,出射點縱坐標為 y, eEL = mv0 1 2 2 L 2 - y = at2 = 1 2 1 2 eE m L v0 2 O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L y 解得 y = ,假設成立。 L 4 電子離開 ABCD 區域的位置坐標為(-2 L, ) L 4 O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L y (2)在電場Ⅰ區域內適當位置由靜止釋放電子,電 子恰能從 ABCD 區域左下角 D 處離開,求所有釋放點 的位置。 O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L 解析:設釋放點在電場區域Ⅰ中,坐標為(x,y) 在電場Ⅰ中電子被加速到 v1, eEx = mv1 1 2 2 從 D 點離開 y = at2 = 1 2 1 2 eE m L v1 2 解得 xy = L2 4 O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L (3)若將左側電場Ⅱ整體水平向右移動 (n≥1), 仍使電子從 ABCD 區域左下角 D 處離開(D 不隨電場移 動),求在電場Ⅰ區域內由靜止釋放電子的所有位置。 L n O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L L n y' y (x,y) 解析:在電場Ⅰ中加速到 v2, eEx = mv2 1 2 2 在高度為 y' 處離開電場Ⅱ y - y' = at2 = 1 2 1 2 eE m L v2 2 vy = at = eEL mv2 O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L L n y' y (x,y) 出電場Ⅱ后電子做勻速直線運動,經過 D 點,有 y' = vy L nv2 xy = L2 + 1 2n 1 4 解得 例、回旋加速器由兩個鋁制的D形盒組成,兩個D形盒正中間開有一條狹縫。兩個D形盒處在勻強磁場中并接有高頻交變電壓。右圖為俯視圖,在D形盒上半面中心S處有已正離子源,它發出的正離子,經狹縫電壓加速后,進入D形盒中。在磁場力的作用下運動半周,再經狹縫電壓加速。如此周而復始,最后到達D形盒的邊緣,獲得最大速度,由導出裝置導出。 回旋加速器綜合 已知正離子電荷量為q,質量為m,加速時電極間電壓大小為U,磁場的磁感應強度為B,D形盒的半徑為R。每次加速的時間極短,可忽略不計。正離子從離子源出發時的初速度為零。 ⑴為了使正離子每經過狹縫都被加速,求交變電壓的頻率; ⑵求離子能獲得的最大動能; ⑶求離子第1次與第n次在下半盒中運動的軌道半徑之比; ⑷求離子在電場中總共被加速的次數; ⑸粒子在電場、磁場中的加速時間分別是多少?為什么可忽略電場中的時間? (6)若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為I,求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率 。 ? ⑵求離子能獲得的最大動能; D形盒的半徑決定粒子的最大速度 ⑴為了使正離子每經過狹縫都被加速,求交變電壓的頻率; 1 2 ⑶求離子第1次與第n次在下半盒中運動的軌道半徑之比; 從靜止開始運動到第n次在下半盒中運動,一定是經過(2n-1)次加速 粒子轉一周加速兩次,粒子轉動的總圈數為N ⑷求離子在電場中總共被加速的次數; 1 2 離子在電場中總共被加速的次數為 (5)粒子在電

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