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专题十八洛伦兹力与现代科技

电场与磁场的组合应用实例

考向一质谱仪

1.质谱仪原理图

2.规律

1

2

,qUmv,,qvBm,

带电粒子由静止被加速电场加速有在磁场中做匀速圆周运动有则

2

比荷2.

22

1如图所示为质谱仪的示意图.电荷量和质量不同的离子从电离室A中“飘”出,从缝S进

1

入电势差恒定的加速电场中加速,然后从S垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动,最后打在底

3

片上.已知质子从静止开始被加速电场加速,经磁场偏转后打在底片上的P点,某二价正离子

从静止开始经相同的电场加速和磁场偏转后,打在底片上的Q点,且QS12PS,则离子质量和

33

质子质量之比为()

A.12B.24

C.144D.288

[反思感悟]

式1(多选)[2023·江苏盐城模拟]如图所示为质谱仪的结构图,该质谱仪由速度选择器与

偏转磁场两部分组成,已知速度选择器中的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E,荧光屏

0

PQ下方匀强磁场的方向垂直于纸面向外,磁感应强度大小为2B.三个带电荷量均为q、质量

0

不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝O进入偏转磁场,最终打在荧光屏上

的S、S、S处,相对应的三个粒子的质量分别为m、m、m,忽略粒子的重力以及粒子间的

123123

相互作用.下列说法正确的是()

A.打在S位置的粒子质量最大

3

B.质量为m的粒子在偏转磁场中运动的时间最短

1

2

Δ

C.如果SSΔx,则m-m0

1331

2

2Δ

D.如果质量为m、m的两个粒子在偏转磁场中运动的时间差为Δt,则m-m0

1221

π

[反思感悟]

考向二回旋加速器

1.回旋加速器原理图

2.规律

,D

交流电源的周期和粒子做圆周运动的周期相等粒子在做圆周运动过程中每次经过形