专题:洛伦兹力的应用.docx
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1、?专题:洛伦兹力的应用班别:学号:姓名:一、应用类型图示原理、规律速度选 择器由 qvB = qE,得 v =。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.质谱仪粒子经电场U加速后先进入速度选择器(B1、E)E再垂直进入匀强磁场B2,只有v = B 的粒子才 1能进入磁场B2,v 2qE由 v = - qvB2 =七,得孟=BBr11 2回旋加 速器电场的作用: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 =。带电粒子获得的最大动能Ekm一气m2,决定
2、于和。磁流体发电机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。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X X :此区域.下列说法正确的是()vA.右一电子以速率v从右向左飞入,则该电子也沿直线运动一 -X-,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。.若一电子以速率v从左向右飞入,则该电子也沿直线运动x X 92、质谱仪X
3、一 XxBX X0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y0的空间 中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外.一电荷量为q、质量为m的带正电的 运动粒子,经过y轴上y=h处的点P时速率为,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上 x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=2h处的尸3点.不计重力.求:图 3-6-27(1) 电场强度的大小;(2) 粒子到达P2时速度的大小和方向;(3) 磁感应强度的大小.解析:在电场中y方向有qE = ma,h = at2/2v - atx方向有2h二v0tP2处速度与x轴夹角tan 0= v %联立解得 v =v , tan。= 1 , v 二a/
4、2v , E = 2y 0* 02qh如图由于P处速度与弦PP垂直,故P P是圆的直径,半径Rfph,22 32 3v由 qvB 二 mV2/R联立解得B二咛qh答案:(1箫(2)寸赤0方向与x轴正向成45角(第四象限内)岩15.(10分)如图所示,在直角区域aob内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,a -:XXXXXXXXXXXXu0XX君有一对正、负电子(质量相等都为m,电荷量分别为e和-e)从o点沿纸面以相同速度V射 入磁场中,速度方向与边界ob成30角,求:(1)正、负电子运动的轨道半径R(2)正、负电子在磁场中运动的时间之比(3)其中的一个电子从ob边离开磁场时,离o点的距
5、离.(10分)右图是质谱仪的结构图,带电粒子经SS2之间的电场加速后,进入、P2之间 的区域,、P2之间存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B,带电粒子保持原来的 方向通过S0上的狭缝,进入磁感应强度为b2的匀强磁场区域,并打在S0所在平面上的 4点,若带电粒子打在S0上的圆半径是r,求带电粒子的荷质比土 .在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B. 一 质量为m,带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经?点(AP=d)射 入磁场(不计重力影响).(1)如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度.(2)如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与
6、半圆在Q点切线方向的夹角为巾(如 图).求入射粒子的速度.考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.专题: 压轴题;带电粒子在磁场中的运动专题.分析: (1)由于粒子在P点垂直射入磁场,故圆弧轨道的圆心在AP上,AP是直径,根 据洛伦兹力提供向心力公式即可求解速度;(2)设O是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心,连接OQ,设OQ=R,根据几何关系即余弦定 理即可求得R,再根据洛伦兹力提供向心力公式即可求解速度;解答: 解:(1)由于粒子在P点垂直射入磁场,故圆弧轨道的圆心在AP上,AP是直径.设入射粒子的速度为v1,由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得:咛二qEi解得:皿璞(2)设O是粒子在磁场中圆弧轨道的圆
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