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第5课时洛伦兹力与现代科技目标要求1.理解质谱仪的工作原理，会计算粒子的比荷。2.理解回旋加速器的工作原理，会计算粒子的最大动能和交流电的频率。3.理解电场与磁场叠加场的科技应用实例的原理。考点一质谱仪1．作用测量带电粒子的质量和分离同位素。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(多选)(2023·河南封市三模开)质谱仪是科学研究和工业生产中的重要工具，如图所示是一种质谱仪的工作原理示意图。质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U1的加速电场，其初速度几乎为0，接着经过小孔S2进入速度选择器中，沿着直线经过小孔S3垂直进入磁感应强度为B2的匀强磁场中，最后打到照相底片CD上。已知速度选择器的板间距为d，板间电压为U2且板间存在磁感应强度为B1的匀强磁场，粒子打在底片上的亮点距小孔S3的距离为D。不计粒子重力及粒子间相互作用。则该带电粒子的比荷可以表示为()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.B.C.D.答案CD解析粒子在中加速，由能定理可得电场动U1q＝mv2，解得v＝，粒子入速度器中做速直，由平衡件可得＝进选择匀线运动条B1qv，立可联得＝，粒子在磁中做周，由洛力充向心力，有场圆运动伦兹当B2qv＝m＝m，＝与B1qv立联可得＝，与v＝立可得＝，故联选C、D。考点二回旋加速器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。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．运动时间的计算(1)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t1＝T＝·＝。(2)粒子在各狭缝中的运动连在一起为匀加速直线运动，运动时间为t2＝＝。(缝隙宽度为d)(3)粒子运动的总时间t＝t1＋t2＝＋。例2(多选)(2023·河北石家庄市三模)如图甲所示为我国建造的第一台回旋加速器，该加速小学、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器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示：其核心部分是两个D形盒，粒子源O置于D形盒的圆心附近，能不断释放出带电粒子，忽略粒子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中引起的粒子质量变化。现用该回旋加速器对H、He粒子分别进行加速，下列说法正确的是()A．两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等B．两种粒子在回旋加速器中运动的时间不相等C．两种粒子离开出口处的动能相等D．两种粒子离开出口处的动能不相等答案AD解析粒子在磁中出的最大道半场飞轨径为D形盒的半，速度也最大，有径对应则qvmaxB＝m，最大能动为Ekmax＝mvmax2，在中加速一次，在磁中旋半周，令加速的次电场场转数为n，有则Ekmax＝nqU，解得n＝，粒子的则运动时间t＝n，其中T＝，解得t＝，可知，两种粒子在回旋加速器中的相等，运动时间A正确，B；粒子离出口的能最大，根据错误开处动上述解得Ekmax＝，H粒子的量质数为2，荷电数为1，He粒子的量质数为4，荷电数为2，可知He粒子离出口的能开处动为H粒子的倍，即粒子离出口的能不相等，两两种开处动C，错误D正确。拓展(1)加速粒子得的能自获动来________(填“电场”或“磁场”)，提高__________(填“加速电压U”或“磁感强度应B”)可增加粒子离出口的能。开时动(2)回旋加速器接入的加速H的交流电________________(填“可以”或“不可以”)加速H。答案(1)电场磁感应强度B(2)不可以考点三带电粒子在科技中的四种应用1．速度选择器(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直。(如图)(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是洛伦兹力与静电力平衡，即qvB＝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.comqE，v＝。(3)速度选择器只能选择粒子的速度，不能选择粒子的电性、电荷量、质量。(4)速度选择器具有单向...