10-11版高中物理 5.6洛伦兹力与现代科技课时讲练通课件 沪科版选修3-1.ppt

2.1930年，劳伦斯制成了世界上第一台 回旋加速器，其原理如图所示.这台加 速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间 留有空隙.下列说法正确的是( ) A.离子由加速器的中心附近进入加速器 B.离子由加速器的边缘进入加速器 C.离子从磁场中获得能量 D.离子从电场中获得能量 【解析】选A、D.回旋加速器的两个D形盒间隙分布周期性变化的电场，不断地给带电粒子加速使其获得能量；而D形盒处分布匀强磁场，具有一定速度的带电粒子在D形盒内受到洛伦兹力提供的向心力而做匀速圆周运动；洛伦兹力不做功不能使离子获得能量，C错；离子源在回旋加速器的中心附近，A、D对，B错. 知识点2：质谱仪 3.如图所示是质谱仪的示意图，它可以测定单个离子的质量.图中离子源S产生带电荷量为q的离子，经电压为U的电场加速后垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿半圆轨道运动到记录它的照片底片P上，测得它在P上位置与A处相距为d，求该离子的质量m. 【解析】单个离子经电场加速后有 ① 离子进入磁场做匀速圆周运动有 ② ③ 联立①②③得 答案: 知识点3：其他应用实例 4.(2011·绍兴高二检测)如图所示,充 电的两平行金属板间有场强为E的匀强 电场和方向与电场垂直(垂直纸面向里) 的匀强磁场,磁感应强度为B,构成速度 选择器,氕氘氚核以相同的动能Ek从两 极板中间垂直于电场和磁场射入速度选择器,且氘核沿直线射出,则射出时( ) A.动能增加的是氚核 B.动能增加的是氕核 C.偏向正极板的是氚核 D.偏向正极板的是氕核 【解析】选A、D.动能相同的氕氘氚核由于质量不同, 由v= 知,射入速度选择器中的速度也不同,氕核 的速度比氘核大,洛伦兹力大于电场力,偏向正极板,电 场力做负功,动能减小,故B错,D对.氚核的速度比氘核 的速度小,洛伦兹力小于电场力,偏向负极板,电场力做 正功,动能增加,故A对，C错. 5.如图所示,磁流体发电机的极板相距d=0.2 m,极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,B=1.0 T.外电路中负载电阻R用导线与极板相连，R=4 Ω.电离气体以速率v= 1 100 m/s沿极板射入,极板间电离气体等效内阻r= 1 Ω,试求此发电机的输出功率为多大? 【解析】开关S断开时,由离子受力平衡可得 所以板间电压为:U=Ed=Bvd. 此发电机的电动势为 E源=U=Bvd=1.0×1 100×0.2 V=220 V. 据闭合电路欧姆定律可求得电路中的电流 故此发电机的输出功率 P=I2R=442×4 W=7 744 W 答案:7 744 W 一、选择题(本题包括5个小题，每小题3分，共15分) 1.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是 ( ) 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.只有磁场才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 【解析】选D.回旋加速器中电场的作用是使带电粒子每经过狭缝一次加速一次，磁场的作用是使带电粒子在磁场中做匀速圆周运动.但对带电粒子不做功.所以D正确，A、B、C均不正确. 2.回旋加速器是利用较低电压的 高频电源使粒子经多次加速获得 巨大速度的一种仪器，工作原理 如图，下列说法正确的是( ) A.粒子在磁场中做匀速圆周运动 B.粒子的轨道半径与它的速率成正比 C.粒子的运动周期和运动速率成正比 D.粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少 【解析】选A、B.带电粒子在磁场中在洛伦兹力的作用 下做匀速圆周运动，由 可知粒子的轨道 半径与其速率v成正比，运动周期T与运动速率无关， 所以A、B正确，C不正确.粒子由A0运动到A1，所用时 间和粒子由A2运动到A3所用时间都是 是相同的，所 以D错. 3.如图为质谱仪工作原理分析图， 若用质谱仪分析带正电的离子束 的性质，则下列判断正确的是 ( ) A.若离子束是同位素，则BD的距 离越大，离子的质量越大 B.若离子束是同位素，则BD的距离越大，离子的质量越小 C.只要BD的距离相同，则离子的质量一定相同 D.只要BD的距离相同，则离子的比荷(荷质比)一定相同 【解析】选A、D.电场加速qU= mv2，带电粒子在匀强 磁场中做匀速圆周运动qvB= BD间距为2r，所以 有BD= 若离子束是同位素，q相同，则BD的距 离越大，说明离子的质量越大，A正确，B错误，只要 BD距离相同，则说明 相同，即