专题强化十九　洛伦兹力与现代科技-2026版大一轮高考物理复习.pdf

专题强化十九洛伦兹力与现代科技

学习目标1.理解质谱仪和回旋加速器的原理，并能解决相关问题。2.会分析电

场和磁场叠加的几种实例。

考点一质谱仪

1.作用

测量带电粒子质量和分离同位素。

2.原理(如图1所示)

图1

1

2

(1)加速电场：qU＝mv。

2

mv222

12mUqrBq2U

(2)偏转磁场：qvB＝，l＝2r，由以上两式可得r＝，m＝，＝。

22

rBq2UmBr

例1某一质谱仪原理如图2所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U；区域

1

Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B，板间距离为d；区域Ⅲ为

1

偏转分离器，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为＋q的粒子初速度为0，

2

经粒子加速器加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，由O点沿垂直于边界

MN的方向进入分离器后做匀速圆周运动，打在P点上。忽略粒子所受重力，求：

图2

(1)粒子进入速度选择器的速度v；

(2)速度选择器的两极板间电压U；

2

(3)O、P之间的距离。

2qU12qU122mU1

答案(1)(2)Bd(3)

1

mmB2q

1

解析(1)粒子加速过程，根据动能定理有qU＝mv2

1

2

解得v＝2qU1。

m

U2

(2)粒子经过速度选择器过程，由平衡条件有q＝qvB1

d

2qU1

UBd

解得＝。

21

m

2

v

(3)粒子在分离器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有qvB＝m

2