小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com洛伦兹力与现代科技题型一电磁组合场中的各类仪器质谱仪1.作用测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。2.原理（如图所示）（1）加速电场：qU＝12mv2。（2）偏转磁场：qvB＝mv2r，l＝2r，由以上两式可得r＝1B❑√2mUq，m＝qr2B22U，qm＝2UB2r2。【例1】（2024·河南州考模郑统拟预测）如图甲所示为质谱仪工作的原理图，已知质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，经电场加速后，由小孔S沿着与磁场垂直的方向，进入磁感应强度为B的匀强磁场中。粒子在S点的速度与磁场边界垂直，最后打在照相底片上的P点，且SP＝x。忽略粒子的重力，通过测量得到x与❑√U的关系如图乙所示，已知斜率为k＝0.5m·V－12，匀强磁场的磁感应强度B为2×10－4T，π＝3.14，则下列说法中正确的是（）A.该粒子带负电B.该粒子比荷为9×108C/kgC.该粒子在磁场中运动的时间约为1.96×10－5sD.若电压U不变，打到Q点的粒子比荷大于打到P点的粒子小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com答案：C解析：粒子进入磁场后向左偏转，根据左手定则可知，该粒子带正电，故A错误；粒子经过加速电场的过程，根据动能定理可得qU＝12mv2，解得v＝❑√2qUm，粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得qvB＝mv2r，可得r＝mvqB＝1B❑√2mUq，则有x＝2r＝❑√8mB2q·❑√U，可知x－❑√U图像的斜率k＝❑√8mB2q＝0.5m·V－12，可得粒子的比荷为qm＝32B2＝324×10－8C/kg＝8×108C/kg，故B错误；该粒子在磁场中运动的时间为t＝12T＝12×2πmqB＝3.148×108×2×10－4s≈1.96×10－5s，故C正确；根据x＝2r＝❑√8mB2q·❑√U，若电压U不变，可知打到Q点的粒子比荷小于打到P点的粒子比荷，故D错误。回旋加速器1.构造如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源。2.原理交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等，使粒子每经过一次D形盒缝隙，粒子被加速一次。3.最大动能由qvmB＝mvm2R、Ekm＝12mvm2，得Ekm＝q2B2R22m，粒子获得的最大动能由磁感应强度B和盒半径R决定，与加速电压无关。4.总时间粒子在磁场中运动一个周期，被电场加速两次，每次增加动能qU，加速次数n＝EkmqU，粒子在磁场中运动的总时间t＝n2T＝Ekm2qU·2πmqB＝πBR22U。【例2】回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，他们接在电压为U、频率为f的高频交流电源上。已知匀强磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为r。若位于D1圆心处的粒子源A处能不断产生带电荷量为q、速率为零的粒子经过电场加速后进入磁场，当粒子被加速到最大动能后，再将他们引出。忽略粒子在电场中运动的时间，忽略相对论效应，下列说法正确的是（）小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.comA.粒子第n次被加速前后的轨道半径之比为❑√n∶❑√n+1B.从D形盒出口引出时的速度为12πfrC.粒子在D形盒中加速的次数为πfBr216UD.当磁感应强度变为原来的2倍，同时改变交流电频率，该粒子从D形盒出口引出时的动能为4πfqBr2答案：D解析：根据洛伦兹力提供做匀速圆周运动的向心力，则有半径公式R＝mvBq与nqU＝12mv2，可得R＝1B❑√2nmUq，所以粒子第n次被加速前、后的轨道半径之比为❑√n－1∶❑√n，选项A错误；从D形盒出口引出时，根据Bqv＝mv2R可得vm＝Bqrm，其中f＝qB2πm，解得速度为vm＝2πfr，选项B错误；粒子在D形盒中加速的次数为n＝12mvm2qU＝πfBr2U，选项C错误；粒子从D形盒出口引出时的动能为Ekm＝12mvm2＝B2q2r22m＝πBqr2f，当磁感应强度变为原来的2倍，因f＝qB2πm，则f变为原来的2倍，则此时Ekm＝4πfqBr2，选项D正确。题型二电磁叠加场中的各类仪器电磁叠加场...
