2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题59 电磁组合场和叠加场中的各类仪器导练目标 导练内容目标1 质谱仪 目标2 回旋加速器 目标3 速度选择器 目标4 磁流体发电机 目标5 电磁流量计 目标6霍尔元件一、电磁组合场中的各类仪器 1. 质谱仪 （1）作用测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。
（2）原理(如图所示)①加速电场：qU ＝12 mv 2。
①偏转磁场：qvB ＝mv 2r ，l ＝2r ，由以上两式可得r ＝1B 2mU q ，m ＝qr 2B 22U ，q m ＝2UB 2r 2 。
【例1】利用质谱仪检测电量相等（4价）的气态C14和C12离子的浓度比，结合C14衰变为N14的半衰期，可以判断古代生物的年龄。
如图所示，离子从容器A 下方的狭缝S 1飘入电场，经电场加速后通过狭缝S 2、S 3垂直于磁场边界MN 射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，检测分离后离子的电流强度可得离子的浓度比。
测得143P Q I I =C14和C12的浓度比为（ ）A 143B 314C ．12D ．21【答案】C【详解】带电粒子在电场中加速得212qU mv =解得2qU v m=带电粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力得12mv mUr qB B q=Q 点的是C14，根据电流的微观表达式I nqsv =得I n qsv =故141214121412314121412Q Q P P I I n v m n I v I m =⋅==，C 正确，ABD 错误。
故选C 。
2. 回旋加速器 （1）构造如图所示，D 1、D 2是半圆形金属盒，D 形盒处于匀强磁场中，D 形盒的缝隙处接交流电源。
（2）原理交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等，使粒子每经过一次D 形盒缝隙，粒子被加速一次。
（3）最大动能由qv m B ＝mv m 2R 、E km ＝12 mv m 2得E km ＝q 2B 2R 22m ，粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和盒半径R 决定，与加速电压无关。
第九章 电场 章末总结【要点归纳】1．元电荷：是最小的电荷量，所有带电体的电荷量都只能是e 的整数倍，电荷量是不连续变化的。
2．点电荷：带电体的形状和大小对所研究问题的结果影响可忽略时，可视为一个带电荷的点，是一种理想化的模型。
3．三种起电方式的实质：物体间或物体内部电荷的转移。
4．电荷守恒定律：电荷在转移过程中，总量保持不变，或一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
电荷守恒定律的另外一个表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的。
两个完全相同的带电球接触后再分开，带电荷量一定相等，接触前若带同种电荷，总电荷量平分；接触前若带异种电荷，先中和再平分。
5．库仑定律：F ＝k q 1q 2r 2，适用于真空中静止点电荷间的库仑力的计算。
库仑力也叫静电力，它是电荷间的一种相互作用，遵循牛顿第三定律。
库仑力是一种“性质力”，它与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性，可以使物体产生加速度或对物体做功，从而改变物体的运动状态。
6．电场强度：(1)定义式：E ＝Fq ，方向为正电荷所受电场力的方向。
在电场中某点，比值Fq 是与试探电荷q 的电荷量、电荷种类以及电场力F 的大小、方向都无关的恒量，电场中各点都有一个唯一确定的场强E 。
因为场强E 完全是由电场自身的条件(产生电场的场源电荷和电场中的位置)决定的，所以它反映电场本身力的性质。
(2)决定式：E ＝kQr2，适用于点电荷周围的电场。
7．电场线：为了形象地描述电场画出的一簇曲线，曲线上各点的切线表示电场强度的方向，曲线的疏密表示电场强度的大小。
它能形象地表示出电场强度的大小和方向，并能清楚地描述不同种类的电场，如匀强电场、点电荷的电场、以及等量同种电荷的电场、等量异种电荷的电场等。
8．等量异种电荷的电场(1)在两点电荷连线上，电场强度在中点最小，两侧越来越大；(2)在两点电荷连线的中垂线上，电场强度在中点最大，两侧越来越小。
电动力学的测试题1. 简答题（每小题10分，共50分）1.1 什么是电动势？它有哪些表示方法？电动势是指电源对电荷单位正电荷所做的功，通常用字母ε表示。
电动势可以通过化学反应（如电池）产生，也可以通过外加电场变化产生。
电动势的表示方法有两种：一种是电动势符号ε，表示电源为正极（高电位）到负极（低电位）方向的电势降；另一种是电势差符号ΔV，表示在电源两极之间的电势差。
1.2 什么是电场强度？如何计算电场强度？电场强度是指单位正电荷在电场中所受到的力，通常用字母E表示。
电场强度的计算公式为E = F / q，其中F表示电荷所受的力，q表示电荷的大小。
电场强度的方向由正电荷所受到的力方向确定。
1.3 什么是电感？如何计算电感？电感是指电流变化所引起的自感电动势与该电流的变化率之比，通常用字母L表示。
电感的计算公式为L = Φ / I，其中Φ表示磁链的变化量，I表示电流的变化量。
电感的单位为亨利（H）。
1.4 什么是电容？如何计算电容？电容是指电荷与电势之间的比值，通常用字母C表示。
电容的计算公式为C = Q / V，其中Q表示电荷的大小，V表示电势的大小。
电容的单位为法拉（F）。
1.5 什么是电流？如何计算电流？电流是指单位时间内通过截面的电荷量，通常用字母I表示。
电流的计算公式为I = ΔQ / Δt，其中ΔQ表示通过截面的电荷量的变化量，Δt表示时间的变化量。
2. 计算题（每小题20分，共40分）2.1 在电路中，一个电容器的电容为5μF，电源的电动势为10V，电阻为20Ω，求通过电路的电流大小。
解：根据题目中给出的电容、电源电动势和电阻，可以使用欧姆定律和电容器的充电公式来计算电流。
首先根据欧姆定律，计算电路中电阻的电流。
根据公式I = V / R，其中V为电源电动势，R为电阻，则可得到电流大小为：I = 10V / 20Ω = 0.5A其次，根据电容器的充电公式，计算电路中电容器的电流。
充电公式为I = C * dV / dt，其中C为电容，dV / dt为电动势的变化率。
