高考物理一轮复习 第九章 磁场 专题强化十 带电粒子在复合场中运动的实例分析学案-人教版高三全册物理学案

专题强化十 带电粒子在复合场中运动的实例分析专题解读 1.本专题是磁场、力学、电场等知识的综合应用，高考往往以计算压轴题的形式出现．2．学习本专题，可以培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力．针对性的专题训练，可以提高同学们解决难题压轴题的信心．3．用到的知识有：动力学观点(牛顿运动定律)、运动学观点、能量观点(动能定理、能量守恒)、电场的观点(类平抛运动的规律)、磁场的观点(带电粒子在磁场中运动的规律)．命题点一 质谱仪的原理和分析1．作用测量带电粒子质量和分离同位素的仪器．2．原理(如图 1 所示)图 1① 加速电场：qU＝mv2；② 偏转磁场：qvB＝，l＝2r；由以上两式可得 r＝，m＝，＝.例 1 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图 2 所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的 12 倍．此离子和质子的质量比约为( ) 图 2A．11B．12C．121D．144① 同一加速电场；②同一出口离开磁场．答案 D解析 由 qU＝mv2得带电粒子进入磁场的速度为 v＝，结合带电粒子在磁场中运动的轨迹半径 R＝，综合得到 R＝，由题意可知，该离子与质子在磁场中具有相同的轨道半径和电荷量，故＝144，故选 D.1．1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图 3 所示，则下列相关说法中正确的是( )图 3A．该束带电粒子带负电B．速度选择器的 P1极板带负电C．在 B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小D．在 B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大答案 C解析 带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电，故选项 A 错误．在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电，故选项 B 错误．进入 B2磁场中的粒子速度是一定的，根据 qvB＝得，r＝，知 r 越大，比荷越小，而质量 m 不一定大，故选项 C 正确，D 错误．2．一台质谱仪的工作原理如图 4 所示，电荷量均为＋q、质量不同的离子飘入电压为 U0的加速电场，其初速度几乎为零．这些离子...