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训练十九洛伦兹力与现代科技题型一质谱仪知识梳理1．作用测量带电粒子质量和分离同位素．2．原理(如图所示)(1)加速电场：qU＝mv2；(2)偏转磁场：qvB＝，l＝2r；由以上式子可得r＝，m＝，＝.例1如图所示，质谱仪的工作原理如下：一个质量为m、电荷量为q的离子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场(初速度为0)，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相的底片D上．不计离子重力．则()A．离子进入磁场时的速率为v＝B．离子在磁场中运动的轨道半径为r＝C．离子在磁场中运动的轨道半径为r＝D．若a、b是两种同位素的原子核，从底片上获知a、b在磁场中运动轨迹的直径之比是1.08∶1，则a、b的质量之比为1.08∶1答案C解析离子在电场中加速有qU＝mv2，解得v＝；离子在磁场中偏转有qvB＝m，联立解得r＝，变形得m＝，同位素的电荷量一样，其质量之比为＝＝＝1.082，故选项C正确，A、B、D错误．题型二回旋加速器知识梳理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．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.com2．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形盒缝隙就被加速一次．3．最大动能由qvmB＝、Ekm＝mvm2得Ekm＝，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＝，粒子在磁场中运动的总时间t＝T＝·＝.(忽略粒子在狭缝中运动的时间)例2(2023·北京市首都师范大学附属中学模拟)劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是()A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1∶D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能加速α粒子答案A解析质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v＝＝2πRf，所以最大速度不超过2πRf，故A正确；根据Bqv＝m，知v＝，则最大动能Ekm＝mv2＝，与加速电压无关，故B错误；质子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v＝知，质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度之比为∶1，根据r＝，则半径之比为∶1，故C错误；带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T＝知，换用α粒子，粒子的比荷变化，周期变化，改变交流电的频率才能加速α粒子，故D错误．变式训练1回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．如图甲所示为回旋加速器的工作原理示意图，D1盒中心A处有离子源，它不断发出质子．加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0、周期为T.已知质子电荷量为q，质量为m，D形盒的半径为R.设狭缝很窄，粒子通过狭缝的时间可以忽略不计．设质子从离子源发出时的初速度为零，不计质子重力．求：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(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)质子在回旋加速器中获得的最大动能及加速次数；(3)质子在回旋加速器中运动的时间(假设质子经加速后在磁场中又转过半周后射出)．答案(1)(2)(3)解析(1)质子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到D形盒半径R时被导出，此时具有最大动能．设此时的速度大小为vm，由牛顿第二定律得qvmB＝m，交变电压的周期T与质子在磁场中运动的周期相同，有T＝联立解得B＝(2)质子的最大动能为Ekm＝mvm2＝，质子每加速一次获得的能量为E0＝qU0加速次数为n＝，联立解得n＝(3)质子通过狭缝的时间忽略不计，则质子在回旋加速器中运动的时间为t＝n＝题型三叠加场在科技中的四种应用知识梳理中学...