高考物理洛仑兹力的应用知识点归纳总结复习

高考物理洛仑兹力的应用知识点归纳总结复习

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1、洛仑兹力的应用【学习目标】掌握洛仑兹力的实际应用,学会提炼物理模型【自主学习】1、在图中虚线所围的区域内,存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,已知从左方水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转,设重力可以忽略不计,则在此区域中E和B的方向可能是()A、E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同B、E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相反C、E竖直向上,B垂直纸面向外D、E竖直向上,B垂直纸面向里2、如图所示,一束正离子从S点沿水平方向射出,在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O。若同时加上电场和磁场后,正离子束最后打在荧光屏上坐

2、标系的系III象限中,则所加电场E和磁场B的方向可以是(不计重力和其他力)()A、E向上,B向上B、E向下,B向下C、E向上,B向下D、E向下,B向上成都家教网http://www.chengdu-jiajiao.com3、质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。电荷电量相同质量有微小差别的带电粒子,经过相同的加速电压加速后,垂直进入同一匀强磁场,它们在匀强磁场中做匀速圆周运动,由qU=mv2和r=求得:r=,因此,根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径大小,就可判断带电粒子质量的大小,如果测出半径且已知电量,就可求出带电粒子的质量。4、(

3、1)回旋加速器是用来获得高能粒子的实验设备,其核心部分是两个D形金属扁盒,两D形盒的直径相对且留有一个窄缝,D形盒装在容器中,整个装置放在巨大的电磁铁两极间,磁场方向于D形盒的底面。两D形盒分别接在高频交流电源的两极上,且高频交流电的与带电粒子在D型盒中的相同,带电粒子就可不断地被加速。(2)回旋加速器中磁场起什么作用?(3)回旋加速器使粒子获得的最大能量是多少?最大能量与加速电压的高低有何关系?(4)回旋加速器能否无限制地给带电粒子加速?【典型例题】1、粒子速度选择器怎样选择粒子的速度?成都家教网http://www.chengdu-jiajia

4、o.com例:如图所示,a、b是位于真空中的平行金属板,a板带正电,b板带负电,两板间的电场为匀强电场,场强为E。同时在两板之间的空间中加匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B。一束电子以大小为v0的速度从左边S处沿图中虚线方向入射,虚线平行于两板,要想使电子在两板间能沿虚线运动,则v0、E、B之间的关系应该是()A、B、C、D、2、质谱仪怎样测量带电粒子的质量?例:如图所示,质谱仪主要是用来研究同位素(即原子序数相同原子质量不同的元素)的仪器,正离子源产生带电量为q的正离子,经S1、S2两金属板间的电压U加速后,进入粒子速度选择器P1、

5、P2之间,P1、P2之间有场强为E的匀强电场和与之正交的磁感应强度为B1的匀强磁场,通过速度选择器的粒子经S1细孔射入磁感应强度为B2的匀强磁场沿一半圆轨迹运动,射到照相底片M上,使底片感光,若该粒子质量为m,底片感光处距细孔S3的距离为x,试证明m=qB1B2x/2E。3、正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术,它为临床诊断和治疗提供全新的手段。(1)PET在心脏疾病诊疗中,需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由小Sd高频电源导向板B成都家教网http://www.chengdu-jiajiao.com

6、型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的,反应中同时还产生另一个粒子,试写出该核反应方程。(2)PET所用回旋加速器示意如图,其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R,两盒间距为d,在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示。质子质量为m,电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计,质子在加速器中运动的总时间为t(其中已略去了质子在加速电场中的运动时间),质子在电场中的加速次数与磁场中回旋半周的次数相同,加速质子时的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。(3)试推证当Rd时,质子在电

7、场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计(质子在电场中运动时,不考虑磁场的影响)。4、磁流体发电机的电动势是多少?例:沿水平方向放置的平行金属板的间距为d,两板之间是磁感应强度为B的匀强磁场,如图所示,一束在高温下电离的气体(等离子体),以v射入磁场区,在两板上会聚集电荷出现电势差,求:(1)M、N两板各聚集何种电荷?(2)M、N两板间电势差可达多大?5、电磁流量计怎样测液体的流量?成都家教网http://www.chengdu-jiajiao.com例:如图所示为一电磁流量计的示意图,截面为正方形的非磁性管,其每边长为d,内有导电液体

8、流动,在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场,磁感应强度为B。现测得液体a、b两点间的电势差为U,求管内导电流体的流量Q

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