专题洛伦兹力的应用含答案

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1、专题：洛伦兹力的应用班别：学号：姓名：一、应用类型图示原理、规律速度选择器由，得。故当时粒子沿直线运动。注意：选择器对速度的选择与q的正负及大小__关；如把电场和磁场同时改为反方向，仍可用．若只改变其中一个方向，则不能使用．质谱仪粒子经电场U加速后先进入速度选择器（B1、E）再垂直进入匀强磁场B2，只有的粒子才能进入磁场B2，由，，得回旋加速器电场的作用：重复多次对粒子．磁场的作用：使粒子在D形盒内做运动，交变电压频率粒子回旋频率，即。带电粒子获得的最大动能Ekm＝，决定于和。磁流体发电机等离子体按图示方向喷射入磁场

2、，由左手定则可知，正、负离子受的洛伦兹力分别向下、向上，所以B极板为___极板。A、B两极板间会产生电场，两板间会有电压。二、典型例题1、速度选择器例（双）如图6所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域．下列说法正确的是(　　)A．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子也沿直线运动B．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向上偏转C．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转-12-D．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子也沿直线运动2、质

3、谱仪（1）工作原理（2）习题：例1：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为Ｕ的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，最后打到照相底片Ｄ上，求：（１）求粒子进入磁场时的速率（２）求粒子在磁场中运动的轨道半径···············UqSS1xPB例2（双）：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的

4、位置到入口处S1的距离为x，可以判断()A、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C、只要x相同，则离子质量一定相同D、只要x相同，则离子的荷质比一定相同-12-例3：改进的质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为+e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求：(1)粒子的速度v为多少？

5、(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？3、回旋加速器例1（双）：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是()A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C、只有电场能对带电粒子起加速作用D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动例2（双）：在回旋加速器中(　　)A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋B．电场和磁场同时用来加速带电粒子C．磁场相同的条件下，回旋加速器的半径越大，则带电粒子获得的动能越大D．同一带电粒子获

6、得的最大动能只与交流电压的大小有关，而与交流电压的频率无关归纳要点：-12-4、磁流体发电机例1：(1)图中AB板哪一个是电源的正极？(2)此发电机的电动势？（两板距离为d，磁感应强度为B，等离子速度为v，电量为q）例2：图示为磁流体发电机的示意图，将气体加热到很高的温度，使它成为等离子体(含有大量正、负离子)，让它以速度v通过磁感应强度为B的匀强磁场区，这里有间距为d的电极板a和b，外电路电阻为R．(1)说明磁流体发电机的原理．(2)哪个电极为正极?(3)计算电极板间的电势差．-12-专题：洛伦兹力的应用参考答案一

7、、应用类型原理、规律速度选择器E/BE/B无质谱仪求粒子的荷质比．回旋加速器加速圆周等于。D形盒的半径和磁感应强度B。磁流体发电机B极板为正极板二、典型例题1、速度选择器：BD2、质谱仪：例1：例2：AD例3：【解析】⑴粒子经加速电场U1加速，获得速度V，由动量定理得：qU1=mv2解得v=⑵在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡得Eq=qvB1即U2=B1dv=B1d⑶在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，R===3、回旋加速器例1：CD例2：AC-12-4、磁流体发电机例1：区分电场强度和电动势例2

8、：解：（1）等离子体按图示方向喷射入磁场，由左手定则可知，正、负离子受的洛伦兹力分别向下、向上，所以b极板为正极板。A、B两极板间会产生电场，两板间会有电压。（2）b极板（3）由联合得：-12-12．如图3627所示，在y>0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y<0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面(纸面)向外．一电荷量为q、