第十一章 第59课时 洛伦兹力与现代科技-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

这是一份第十一章 第59课时 洛伦兹力与现代科技-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义），共11页。PPT课件主要包含了洛伦兹力与现代科技，质谱仪，考点一，考点二，回旋加速器，考点三，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.理解质谱仪的工作原理，会计算粒子的比荷。2.理解回旋加速器的工作原理，会计算粒子的最大动能和交流电的频率。3.理解电场与磁场及其叠加场的科技应用实例的原理。
考点三　电场与磁场叠加的应用实例分析
电场与磁场叠加的应用实例分析
1.速度选择器(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直。(如图)(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是_______________________，即________，v=____。(3)速度选择器只能选择粒子的速度，不能选择粒子的电性、电荷量、质量。(4)速度选择器具有单向性，改变粒子的入射速度方向，不能实现速度选择功能。
想一想这四种科研装置，在应用中有什么共同特点？
　　　(2025·北京卷·12)电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线向里的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向向左流动，圆管壁上的M、N两点连线为直径，且垂直于磁场方向，M、N两点的电势差为U0。下列说法错误的是A.N点电势比M点高B.U0正比于流量QC.在流量Q一定时，管道半径越小，U0越小D.若直径MN与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小
　　　(2024·湖北卷·9改编)磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是A.极板MN是发电机的负极B.仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小C.仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大D.仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大
　　　(2025·江苏无锡市期中)霍尔元件被广泛使用在新能源行业中。图中左侧线圈连接待测电压U时，霍尔元件将输出一个电压值UH，霍尔元件由载流子为正电荷的材料制成，元件中通入的霍尔电流I0从a流向b，放大示意图见右下部分，则A.图中霍尔元件处有方向向上的磁场B.图中霍尔元件前表面c为高电势面C.增大待测电压U，霍尔电压UH将增大D.霍尔电压UH的大小与霍尔电流I0无关
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2.磁流体发电机的发电原理如图所示：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的离子，而从整体来说呈电中性)沿图示方向以速度v喷射入磁场，磁感应强度为B，磁场中有两块金属板A、B(A板在上，B板在下，且正对)，板间距为d，这时金属板上就聚集了电荷。不计A、B板间内阻，下列说法正确的是A.A板带正电B.有电流从a经用电器流向bC.等离子体发生偏转的原因是离子所受静电力大于所受洛伦兹力D.金属板A、B间的最大电势差为Bvd
3.(2023·广东卷·5)某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为0.5 m，磁感应强度大小为1.12 T，质子加速后获得的最大动能为1.5×107 eV。根据给出的数据，可计算质子经该回旋加速器加速后的最大速率约为(忽略相对论效应，1 eV=1.6×10-19 J)A.3.6×106 m/sB.1.2×107 m/sC.5.4×107 m/sD.2.4×108 m/s
4.(2026·江苏南京市检测)如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入平板下方的匀强磁场，平板下方的磁场方向如图所示。粒子最终打在S板上，粒子重力不计，则下面说法正确的是A.粒子带负电B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里C.能沿直线通过狭缝P的粒子具有相同的动能D.粒子打在平板S上的位置离狭缝P越远，粒子的比荷越小
7.(2026·江苏连云港市检测)如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场被限制在A、C板间，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动。对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是A.带电粒子每运动一周被加速两次B.加速电场方向需要做周期性的变化C.带电粒子每运动一周的时间越来越长D.被加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关
9.(2026·江苏常州市检测)1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度大小为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
(2)求粒子最多被加速多少次；
(3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm。
10.(2025·江苏徐州市一模)如图所示，质谱仪由一个加速电场和环形区域的偏转磁场构成，磁场区域由两圆心都在O点，半径分别为2a和4a的半圆盒N1N2和M1M2围成，匀强磁场垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。质量为m、带电荷量为+q(q>0)的粒子不断从粒子源S飘入加速电场，其初速度为0，经电场加速后沿M1N1的中垂线从极板上M1N1中点处的小孔P射入磁场后打到荧光屏N2M2上。已知加速电压为U0(未知)时，粒子刚好打在荧光屏N2M2的中点处。不计粒子的重力和粒子间的相互作用，且打到半圆盒上的粒子均被吸收。(1)求加速电压U0的大小。
(2)为使粒子能够打到荧光屏上，求加速电压的取值范围。
(3)若调节加速电场的方向与粒子在P点的发射速度和角度，使粒子恰好打在N2M2中点处，求粒子在磁场中运动的最短时间所对应圆心角的正弦值。