教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 磁场对电流的作用 4.洛伦兹力的应用——分层作业.ppt

12345678910119.某质谱仪的示意图如图所示,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力,下列说法正确的是()A.极板M比极板N的电势低B.加速电场的电压U=ERD.若一群带电粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上同一点,则该群带电粒子具有相同的比荷D1234567891011解析粒子在静电分析器中所受电场力指向O,所以粒子带正电,为了实现对粒子的加速,极板M带正电,所以极板M比极板N的电势高,故A错误;设粒子经过加速后获得的速度大小为v,根据动能定理有qU=mv2,粒子在静电分析器中所受电场力提供向心力,即qE=,联立解得U=ER,故B错误;设粒子在磁分析器中做匀速圆周运动的半径为r,根据牛顿第二定律有可知,在装置各参量相同的情况下,Q点位置由带电粒子比荷决定,所以若一群带电粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上同一点,则该群带电粒子具有相同的比荷,故D正确。123456789101110.(2022江苏南通高二期末)质谱仪的示意图如图所示。已知速度选择器两极板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1的匀强磁场,分离器中存在磁感应强度为B2的匀强磁场。大量某种离子,经电场加速后从O点平行于极板沿极板中间进入,部分离子通过小孔O后垂直边界进入偏转磁场中,在照相底片上形成了宽度为x的感光区域,测得感光区域的中心P到O点的距离为D。不计离子的重力、离子间的相互作用和小孔O的孔径。(1)已知打在P点的离子在速度选择器中做匀速直线运动,求该离子的速度v0和比荷;(2)若进入分离器的速度略有变化,求击中感光区域内离子的速度范围;(3)已知以v=v0±Δv的速度从O点射入的离子,其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为Δv的匀速圆周运动的合运动,试求该速度选择器极板的最小长度L和最小宽度d。1234567891011123456789101112345678910111234567891011123456789101111.(2023浙江衢州高二期末)改进后的回旋加速器的原理图如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,其间存在匀强电场,两极板间电势差为U。两个极板的板面中部各有一宽度为d的狭缝(沿OP方向的狭长区域),带电粒子可通过狭缝穿越极板(如图乙所示);两细虚线间既无电场也无磁场;其他部分存在匀强磁场,方向垂直于纸面。在离子源S中产生质量为m、电荷量为q(q0)的离子,由静止开始被电场加速,经狭缝中的O点进入磁场区域,O点到极板右端的距离为D,到出射孔P的距离为bD(常数b为大于2的自然数)。已知磁感应强度大小在零到最大值之间可调,离子从离子源上方的O点射入磁场区域,最终只能从出射孔P射出。假设离子打到器壁或离子源外壁即被吸收,且忽略极板的边缘效应和相对论效应。1234567891011(1)求磁场的方向及可能的磁感应强度B的最小值。(2)若磁感应强度,b=28,求出射离子的能量最大值。(3)在(2)的条件下,求离子从静止出发到从P射出历经的时间。123456789101112345678910111234567891011离子在电场中经一次加、减速运动历时t1=2t01234567891011A级必备知识基础练1.(2023江苏高二期末)质谱仪的原理图如图所示,虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中,C、D间有一荧光屏。同位素离子源产生电荷量相同的离子a、b,a、b无初速度进入加速电场,经同一电压加速后,垂直进入磁场,a恰好打在荧光屏C点,b恰好打在荧光屏D点。不计离子重力,则()A.a、b带负电荷B.a的质量比b的大C.a在磁场中的运动速度比b的大D.a在磁场中运动的时间比b的长C123456789101112345678910112.(2023重庆南开中学高二期末)霍尔元件的用途非常广泛,可制造测量