第十一章磁场第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。内容索引考点一质谱仪考点二回旋加速器考点三带电粒子在科技中的四种应用课时精练><考点一质谱仪质谱仪考点一1.作用量粒子的量和分离同位素。测带电质2.原理(如所示图)12mv2(1)加速：电场qU＝_______；(2)偏磁：转场qvB＝______，l＝2r；mv2r由以上式子可得r＝___________，m＝______，＝_______。1B2mUqqr2B22Uqm2UB2r2质谱仪考点一例1(多选)(2023·河南封市三模开)是科质谱仪究和工生中的重要工具，如所示是一学研业产图种的工作原理示意。量质谱仪图质为m、荷量电为q的粒子，容器从A下方的小孔S1入差飘电势为U1的加速，其初速度几乎电场为0，接着小孔经过S2入速度器中，沿着直小孔进选择线经过S3垂直进入磁感强度应为B2的强磁中，最后打到照相底匀场片CD上质谱仪考点一已知速度器的板距选择间为d，板间电压为U2且板存在磁感强度间应为B1的强磁，粒子打在匀场底片上的亮点距小孔S3的距离为D。不粒子重计力及粒子相互作用。粒子的比荷可以间则该带电表示为A.8U1D2B1B2B.8U1D2B12C.U222d2U1B12D.2U2DdB1B2√√质谱仪考点一粒子在中加速，由能定理可得电场动U1q＝12mv2，解得v＝2U1qm，粒子入速度器中做速进选择匀直，由平衡件可得线运动条U2qd＝B1qv，立可得联qm＝U222d2U1B12，质谱仪考点一粒子在磁中做周，由洛力充向场圆运动伦兹当心力，有B2qv＝mv2D2＝m2v2D，与U2qd＝B1qv立联可得qm＝2U2DdB1B2，与v＝2U1qm立可得联qm＝8U1B22D2，故选C、D。返回回旋加速器><考点二回旋加速器考点二1.造构如所示，图D1、D2是半金盒，圆属D形盒于处强磁中，匀场D形盒的隙接交流源。缝处电2.原理交流周期和粒子做周的周期相等，使粒电圆运动子每一次经过D形盒隙就被加速一次。缝回旋加速器考点二3.最大能动磁感强度应B由qvmB＝mvm2R、Ekm＝12mvm2得Ekm＝________，粒子得的最大能由获动_____________和_________定，加速决与电压_____。q2B2R22m盒半径R无关回旋加速器考点二4.的算运动时间计(1)粒子在磁中一周期，被加速次，每次增加能场运动个电场两动qU，加速次数n＝EkmqU，粒子在磁中的场运动总时间t1＝n2T＝Ekm2qU·2πmqB＝______。πBR22U(2)粒子在各中的在一起加速直，狭缝运动连为匀线运动运动时间为t2＝vma＝______。(隙度缝宽为d)BRdU(3)粒子的运动总时间t＝t1＋t2＝____________。πBR22U＋BRdU回旋加速器考点二例2(多选)(2023·河北石家庄市三模)如甲所示我建造的第一图为国台回旋加速器，加速器存放于中原子能科究院，其工作原理如该国学研乙所示：其核心部分是图两个D形盒，粒子源O置于D形盒的心附近，圆能不放出粒子，忽略粒子在中的，不考加速断释带电电场运动时间虑过程中引起的粒子量化。质变回旋加速器考点二用回旋加速器现该对粒子分行加速，下列法正确的是别进说A.粒子在回旋加速器中的两种运动相等时间B.粒子在回旋加速器中的两种运动不相等时间C.粒子离出口的能相等两种开处动D.粒子离出口的能不相等两种开处动√21H、42He√回旋加速器考点二粒子在磁中出的最大道半场飞轨径为D形盒的半，径速度也最大，有对应则qvmaxB＝mvmax2R，最大能动为Ekmax＝12mvmax2，在中加速一次，在磁中旋电场场转半周，令加速的次数为n，有则Ekmax＝nqU，解得n＝qR2B22mU，粒子则的运动时间t＝nT2，其中T＝2πmqB，解得t＝πBR22U，可知，粒子在两种回旋加速器中的相等，运动时间A正确，B；错误回旋加速器考点二粒子离出口的能最大，根据上述解得开处动Ekmax＝q2R2B22m，21H粒子的量质数为2，荷电数为1，42He粒子的量质数为4，荷电数为2，可知42He粒子离开出口的能处动为21H粒子的倍，即粒子离出口的能不相两两种开处动等，C，错误D正确。回旋加速器考点二拓展(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的交流电________(填“可以”或“不可以”)加速。11...