2013高二物理课件第15章第五节.pptVIP

【点评】　解答此类问题的关键是确定粒子圆周运动的圆心、半径和轨迹，找圆心的方法是根据粒子进入磁场时的初始条件和射出磁场时的临界条件．确定粒子半径要用到几何知识，根据边角关系确定． 变式训练3　一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图15－5－11所示，一电荷质量为m、带电荷量为－q，不计重力，以一速度(方向如图)射入磁场．若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？ 图15－5－11 如图15－5－12所示为 图15－5－12 有关质谱仪的计算 例4 质谱仪的示意图．速度选择器部分的匀强电场场强E＝1.2×105 V/m，匀强磁场的磁感应强度为B1＝0.6 T．偏转分离的磁感应强度为B2＝0.8 T．求： (1)能通过速度选择器的粒子速度为多大？ (2)质子和氘核进入偏转分离器后打在照相底片上后，条纹之间的距离d为多少？ (已知一个中子和一个质子的质量相等，都为1.66×10－27 kg) 【答案】　(1)2×105 m/s　(2)5.2×10－3 m 变式训练4　如图15－5－13所示是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是 (　　) 图15－5－13 A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小 知能优化训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 * 第五节　 带电粒子在磁场中的运动　 质谱仪 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第五节　 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标：1.理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，做匀速圆周运动． 2．会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题． 3．知道质谱仪的工作原理． 重点难点：1.带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动半径和运动周期． 2．确定垂直射入匀强磁场中的带电粒子的运动是匀速圆周运动． 课前自主学案 一、演示实验 如图15－5－1中甲、乙所示 图15－5－1 1．不加磁场时，观察到电子束的径迹是_________． 2．加上磁场时，电子束的径迹是_______，增加电子的速度，圆周半径_____，增强磁场的磁感应强度，圆周半径_____． 一条直线 一个圆 增大 减小 二、带电粒子在磁场中的运动 1．洛伦兹力不改变带电粒子速度的_____，或者说，洛伦兹力不对带电粒子____． 2．洛伦兹力总与速度方向_____，正好起到了向心力的作用． 3．沿着与磁场方向垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做_____________． 大小 做功 垂直 匀速圆周运动 三、质谱仪 1．质谱仪是测量带电粒子的____和分析______的重要工具，其原理示意图及结构图如图15－5－2所示． 图15－5－2 质量 同位素 qU qvB 圆周的半径 粒子的比荷(q/m) 粒子质量 核心要点突破 一、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．垂直进入匀强磁场的带电粒子，它的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方向垂直的平面内，没有任何作用力使粒子离开这个平面，所以粒子只能在这个平面内运动． 2．垂直射入匀强磁场的带电粒子，受到的洛伦兹力总跟粒子的运动方向垂直，所以带电粒子做匀速圆周运动． 特别提醒：(1)只有垂直于磁感应强度方向进入匀强磁场的带电粒子，才能在磁场中做匀速圆周运动． (2)带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速率的大小有关，而周期与速率、半径都无关． 二、如何确定轨道圆心、轨道半径和偏向角 1．已知入射方向和出射方向时，可以通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图15－5－3甲所示，P为入射点，M为出射点，O为轨道圆心． 图15－5－3 2．已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图15－5－3乙所示，P为入射点，M为出射点，O为轨道圆心． 图15－5－4 课堂互动讲练 (2010年高考重庆理综卷)如图15－5－5所示 ，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧．这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示. 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 例1 由以上信息