专题：洛伦兹力的应用
班别： 学号： 姓名：
一、应用 类型 图示 原理、规律 由qvB?qE，得v? 。 速度选择器 故当v? 时粒子沿直线运动。 注意：选择器对速度的选择与q的正负及大小__关；如把电场和磁场同时改为反方向，仍可用．若只改变其中一个方向，则不能使用． 粒子经电场U加速后先进入速度选择器（B1、E）再垂直进入匀强磁场B2，只有v?质谱仪 进入磁场B2， E的粒子才能B1v2EqE由v?，qvB2?m，得? B1mB1B2rr电场的作用：重复多次对粒子 ． 磁场的作用：使粒子在D形盒内做 运动，交变电压频率 粒子回旋频率，即 f? 。 回旋加速器 q2B2r2带电粒子获得的最大动能Ekm＝，决定于 2m 和 。 等离子体按图示方向喷射入磁场，由左手定则可知，正、负离子受的洛伦兹力分别向下、向上，所以B极板为___极板。A、B两极板间会产生电场，两板间会有电压。 磁流体发电机
二、典型例题 1、速度选择器
例（双）如图6所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域．下列说法正确的是( ) A．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子也沿直线运动 B．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向上偏转 C．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转 D．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子也沿直线运动 2、质谱仪 （1）工作原理
（2）习题： 例1：一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为Ｕ的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，最后打到照相底片Ｄ上，求： （１）求粒子进入磁场时的速率 （２）求粒子在磁场中运动的轨道半径
例2（双）：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断( ) A、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大 B、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小
1 C、只要x相同，则离子质量一定相同
D、只要x相同，则离子的荷质比一定相同
例3：改进的质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为
U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，
S·· · · B · ·· · · ·
·· · · x ·P U q S磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为+e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求： (1)粒子的速度v为多少？
(2)速度选择器的电压U2为多少？
(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？
3、回旋加速器
例1（双） ：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是( ) A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C、只有电场能对带电粒子起加速作用
D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动
例2（双）：在回旋加速器中 ( )
A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋 B．电场和磁场同时用来加速带电粒子
C．磁场相同的条件下，回旋加速器的半径越大，则带电粒子获得的动能越大
D．同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关，而与交流电压的频率无关
归纳要点：
4、磁流体发电机
例1：(1)图中AB板哪一个是电源的正极？
(2)此发电机的电动势？（两板距离为d，磁感应强度为B，等离子速度为v，电量为q）
例2：图示为磁流体发电机的示意图，将气体加热到很高的温度，使它成为等离子体(含有大量正、负离子)，让它以速度v通过磁感应强度为B的匀强磁场区，这里有间距为d的电极板a和b，外电路电阻为R． (1)说明磁流体发电机的原理． (2)哪个电极为正极?
(3)计算电极板间的电势差．
专题：洛伦兹力的应用
参考答案
一、应用
类型 速度选择器 质谱仪求粒子的荷质比． 原理、规律 v? E/B E/B 无 v?E E q?mB1B2rB1回旋加速器 加速 圆周 等于 f?qB。D形盒的2?m半径和磁感应强度B。 磁流体发电机 B极板为 正 极板
二、典型例题 1、速度选择器：BD 2、质谱仪： 例1： 例2：AD
例3：【解定理得： qU1=
R?112mUx?2Bq析】⑴粒子经加速电场U1加速，获得速度V，由动量
2qU112
mv解得v= 2mU2q?qvB1 d⑵在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡得Eq=qvB1即
U2=B1dv=B1d
2qU1 m⑶在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力， R=
mvm=qB2qB22qU11=mB22mU1 q3、回旋加速器 例1：CD 例2：AC
4、磁流体发电机
例1：区分电场强度和电动势
专题：洛伦兹力的应用
