2025高考物理备考教案含答案解析 专题十八　洛伦兹力在科技中的应用.pdfVIP

第十一章磁场

专题十八洛伦兹力在科技中的应用

核心考点五年考情命题分析预测

2020：山东T17；

质谱仪

2019：浙江4月T23

本专题内容预计是2025年高考考查的

2023：广东T5；

回旋加速器主要方向，但实际应用并不仅限于本

2021：江苏T15

专题所举实例.试题难度中等偏上，主

2023：江苏T16，浙

要是对实际问题的模型建构，以此培

江1月T8；2021：河

电场与磁场叠加的应用养学生的物理观念、科学思维及科学

北T5；

实例分析态度与责任.

2020：全国ⅡT17；

2019：天津T4

题型1质谱仪

1.作用

用于测定比荷，分析元素和鉴定同位素.

2.结构

主要由粒子源A、加速电场U和偏转磁场B组成.

3.工作原理

粒子源A提供的质量为m、带电荷量为q的粒子（重力不计）从静止被加速电场加速，由

2

1

2

动能定理得qU＝mv；粒子进入匀强磁场，受洛伦兹力做匀速圆周运动，有qvB＝m，

2

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联立解得＝.设粒子打在底片上的位置与入口的距离为L，代入L＝2r，得＝.当q

2222

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相同时，m∝r∝L，从而使不同质量的同位素得以分离.

1.如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加

速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁

场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直.已知甲种离子射入

磁场的速度大小为v，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.

1

不计重力影响和离子间的相互作用.求：

（1）磁场的磁感应强度大小；

（2）甲、乙两种离子的比荷之比.

答案（1）4（2）1∶4

1

解析（1）设甲种离子所带电荷量为q、质量为m，在磁场中做匀速圆周运动的半径为

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