2026即偶尔高考物理一轮复习课件：第3讲+洛伦兹力与现代科技

2026届高三物理一轮复习第3讲

洛伦兹力与现代科技课标解读

将抽象的物理规律与改变世界的现代技术紧密相连，旨在培养学生的物理观念、科学思维和社会责任。直击高考

复习目标

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频率。3.理解电场与磁场叠加场的科技应用实例的原理。基础点1

质谱仪问题与思考：不同的粒子有不同的质量和带电量，那怎么将粒子束中的粒子分开呢？方案一：先用加速电场加速比荷不同的带电粒子，再用匀强电场使带电粒子偏转，从而把它们分开。原理图如图所示：U0LyUdm,q（1）先加速问题与思考：不同的粒子有不同的质量和带电量，那怎么将粒子束中的粒子分开呢？方案一：先用加速电场加速比荷不同的带电粒子，再用匀强电场使带电粒子偏转，从而把它们分开。原理图如图所示：（2）再偏转（类平抛运动）由粒子的轨迹方程可知，粒子的轨迹与粒子的性质无关，无法分开比荷不同的粒子。质谱仪思考讨论：如何分开电量相同而质量不同的带电粒子？（1）先加速由：得：U0Bm,q（2）再偏转(匀速圆周运动）得：由粒子的轨道半径表达式可知，比荷不同的带电粒子的半径不同，这种方法可以分开比荷不同的粒子。质谱仪结构及作用：①电离室：使中性气体电离，产生带电粒子②加速电场：使带电粒子获得速度③粒子速度选择器：以相同速度进入偏转磁场④偏转磁场：使不同带电粒子偏转分离⑤照相底片：记录不同粒子偏转位置及半径质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。电荷量相同，质量不同的同位素，经同一电场U0加速后，经S3孔进入匀强磁场，由于其圆周运动的轨道半径不同，就会打在照相底片D的不同位置，出现一系列的谱线（叫作质谱线）。例如：氕、氘、氚三种同位素（q相同，m不同）情境分析：

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基础点2

回旋加速器思考与讨论：在粒子物理学的研究中，经常需要极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击未知原子，以便“打开”其内部结构。那如何才能获得需要的高能粒子呢？让粒子在电场中进行加速，加速电压越高，粒子获得的动能就越高。直线加速器设电子进入第n个圆筒后的速度为v，根据动能定理有：缺点:多级直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制。回旋加速器回旋加速器的结构及作用①两个大磁极：在带电粒子运动范围内产生很强的匀强

磁场，使带电粒子做匀速圆周运动。②两个D形盒：D形盒内部有磁场没有电场。使带电粒

子的圆周运动不受电场影响。③D形盒间的窄缝：使带电粒子在这一区间被电场加速。④交变电场：交变电场的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期。使带电粒子在D形盒间的窄缝被加速。思考：带电粒子在回旋加速器中加速，最终能达到多大的速度呢？这个最大速度与加速电压的大小有关系吗？

当轨迹半径r达到D形盒最大半径R时，此时粒子速度达到最大。

粒子加速的最大速度由盒的半径决定，与加速电压无关。回旋加速器的几个常用结论1.交变电流周期：2.粒子时的速度：3.离开时的动能：4.一共加速次数：5.磁场运动时间：6.电场运动时间：每换一种粒子都得调整交变电流周期速度与D型盒半径以及磁感应强度有关，与U无关动能与D型盒半径以及磁感应强度有关，与U无关加速次数与D型盒半径、磁感应强度、电压U有关磁场时间与D型盒半径、磁感应强度、电压U有关电场时间与缝间距、D型盒半径、磁感应强度、电压U有关

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基础点3

电场与磁场叠加的应用实例分析平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。请思考它能选择出来多大的速度的粒子？若qE=Bqv粒子将以速度v做匀速直线即若向右偏若向左偏粒子将以速度v做匀速直线思考：若将粒子从右边射入，粒子还能在速度选择器中做匀速直线运动吗？速度选择器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。

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等离子束平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，电荷在洛伦兹力偏转运动到两金属板，让两金属板带上等量异种电荷，这样两极板间便产生了电势U,U会不断增大吗？BvvvvUqEBqv磁流体发电机磁流体发电机原理

生电势差