第十章 微专题11　洛伦兹力与现代科技-【南方凤凰台】2024高考物理一轮复习导学案 广东（新教材新高考）课件

第十章　 磁场 微专题11　 洛伦兹力与现代科技 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 高考一轮复习·南方凤凰台·物理 1 热点突破 ⁠  质谱仪的原理和分析 1. 构造 如图所示，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＝mv2，粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB＝m，可得r＝，m＝，＝. 热点突破 ⁠　（2023·汕头金山中学）如图所示，一束电荷量相同的带电粒子以相同的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场（左侧极板带正电，右侧极板带负电）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强偏转磁场，最终打在A1A2上，下列说法中正确的是（　D　） A. 粒子带负电 B. 速度选择器中磁场方向为垂直纸面向里 C. 打在A1A2上的粒子在匀强偏转磁场中的运动时间都相同 D. 粒子打在A1A2上的位置越远，粒子的质量越大 D 热点突破 解析：带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电，故A错误；粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，电场力方向向右，则洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知速度选择器中磁场方向为垂直纸面向外，故B错误；打在A1A2上的粒子在匀强偏转磁场中做匀速圆周运动，运动的时间等于t＝，而T＝，经过速度选择器后粒子的速度相同，在匀强偏转磁场中做匀速圆周运动的粒子半径越大，时间越长，故C错误；经过速度选择器进入匀强偏转磁场中的粒子速度相等，可知粒子的电荷量相同，根据qvB＝m得r＝，知粒子打在A1A2上的位置越远离P，则半径越大，粒子的质量越大，故D正确. 热点突破 类题固法1 1. （2022·清远质检）质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C、D间有一荧光屏.同位素离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点.离子重力不计.则（　B　） A. a离子质量比b的大 B. a离子质量比b的小 C. a离子在磁场中的运动时间比b的长 D. a、b离子在磁场中的运动时间相等 B 热点突破 解析：设离子进入磁场的速度为v，在电场中，qU＝mv2，在磁场中，Bqv＝m，联立解得r＝＝，由题图知，b离子在磁场中运动的轨道半径较大，a、b为同位素，电荷量相同，所以b离子的质量大于a离子的质量，A错误，B正确；在磁场中运动的时间均为半个周期，即t＝＝，由于b离子的质量大于a离子的质量，故b离子在磁场中运动的时间较长，C、D错误. 热点突破 2. （多选）如图所示，一束带电粒子以相同的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（B）和匀强电场（E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场（B'），最终打在A1A2上.下列说法中正确的是（　CD　） A. 粒子带负电 B. 打在A1A2上的粒子，在磁场B'中运动时间都相同 C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D. 粒子打在A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大 CD 热点突破 解析：带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电，故A错误；粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，有qE＝qvB，则v＝，故C正确；打在A1A2上的粒子在磁场B'中做匀速圆周运动，运动的时间等于t＝，T＝，则t＝，与带电粒子的比荷有关，故B错误；经过速度选择器进入磁场B'的粒子速度相等，根据r＝知粒子打在A1A2上的位置越靠近P，半径越小，粒子的比荷越大，故D正确. 热点突破 ⁠  回旋加速器的原理和分析  1. 构造 如图所示，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 交流电源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＝m，得Ekm＝，粒子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. 热点突破 ⁠　（多选）（2022·广州调研）如图为回旋加速器工作原理示意图.置于真空中的D形盒之间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略.匀强磁场与盒面垂直，粒子在磁场中运动周期为TB，两D形盒间的狭缝中的交变电压周期为TE.若不考虑相对论效应和粒子重力的影响，则（　AC　） AC A. TB＝TE B. TB＝2TE C. 粒子从电场中获得动能 D. 粒子从磁场中获得动能 解析：由回旋加速器工作原理可知TB＝TE，故A正确，B错误；粒子在电场中加速获得动能，粒子在磁场中做匀速圆周运动，动能不变，故C正确，D错误. 热点突破 类题固法2 1. 劳伦斯发明了回旋加速器，如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿