第十一章 专题强化十九　洛伦兹力与现代科技-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套课件（人教版 新教材 新高考）

专题强化十九　洛伦兹力与现代科技 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 1 1．作用 测量带电粒子质量和分离同位素。 2．原理(如图所示) 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 [典例]　(多选)如图所示为一种质谱仪的工作 原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成： 离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、 收集器。加速电场的加速电压为U；静电分析 器通道中心线半径为R，通道内有均匀辐向分布的电场，在中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的离子(初速度为零，重力不计)，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器，下列说法正确的是(　　) 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 [答案]　ACD 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 1．若一束带电粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．该束带电粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带正电 C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，电荷量越大 B 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 2．如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出，MN长为l。不计离子重力和离子间的相互作用。求： (1)磁场的磁感应强度大小； 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 (2)甲、乙两种离子的比荷之比。 答案：(2)1∶4 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 1．构造 如图所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源。 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 [典例]　某型号的回旋加速器俯视图如图所示。 回旋加速器的核心部分为两个D形盒，分别为 D1、D2。D形盒装在真空容器里，整个装置放 在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒底面垂直。两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B。若质子从粒子源O处进入加速电场的初速度不计，质子质量为m、电荷量为＋q。加速器接入一定频率的高频交变电压，加速电压为U。不考虑相对论效应和重力作用。 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 (1)求质子第一次经过狭缝被加速后进入D形盒时的速度大小v1和进入D形盒后运动的轨迹半径r1； 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 (2)求质子被加速后获得的最大动能Ekm和高频交变电压的频率f； 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 (3)若两D形盒狭缝之间距离为d，且d≪R，计算质子在电场中运动的总时间t1与在磁场中运动的总时间t2，并由此说明质子穿过电场的时间可以忽略不计的原因。 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 一轮·物理 课时作业 · 巩固提升 高频热点· 分类突破 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理图如图甲所示，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，两个D形盒接在如图乙所示的电压为U、周期为T的交流电源上，D形盒两直径BB′和CC′之间的区域只有电场，交流电源用来提供加速电场。位于D1的圆心处的质子源A在t＝0时产生的质子(初速度可以忽略)在两盒之间被电压为U的电场加速，第一次加速后进入D形盒D2，在D形盒的磁场中运动，运动半周时交流电源电压刚好改变方向对质子继续进行加速，已知质子质量为m，带电荷量为q。半圆形D形盒所在空间只有磁场，其中磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，当质子被加速到最大动能后，沿D形盒边缘运动半周再将它们引出，