高三物理(鲁科版)一轮复习配套：8-2磁场对运动电荷的作用浅析.ppt

1．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法 2．带电粒子在有界匀强磁场中运动时的常见情形 直线边界(粒子进出磁场具有对称性) 平行边界(粒子运动存在临界条件) 圆形边界(粒子沿径向射入，再沿径向射出) 【变式训练】 2. 阿尔法磁谱仪是我国科学家研制的 物质探测器，用于探测宇宙中的暗 物质和反物质(即反粒子——如质子 H和反质子 1－1H)。该磁谱仪核心 部分的截面是半径为r的圆柱形区 域，其中充满沿圆柱轴向的匀强 磁场。P为入射窗口，a、b、c、d、e五处装有粒子接收器，P与a、b、c、d、e为圆周上的6个等分点，各粒子从P点射入的速度相同，均沿直径方向，如图10所示。如果反质子 1－1H射入后被a处接收器接收，则 (　　) 图10 解析　反质子 1－1H带负电，射入后被a处接收器接收，由左手定则可判断，磁场方向垂直纸面向外，A错； 答案　D 考点三　带电粒子在磁场中的应用实例 回旋加速器的主要特征： (1)带电粒子在两D形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场的变化周期，与带电粒子的速度无关。 (2)将带电粒子在两盒狭缝之间的运动首尾连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动。 【例3】　 (多选)回旋加速器在科学研 究中得到了广泛应用，其原理如图 11所示。D1和D2是两个中空的半圆 形金属盒，置于与盒面垂直的匀强 磁场中，它们接在电压为U、周期 为T的交流电源上。位于D1圆心处 的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略)，它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是 (　　) 图11 A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大 B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短 C．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子 答案　BD 【变式训练】 3．(多选)(2014·浙江温州一模)日本福 岛核电站的核泄漏事故，使碘的 同位素131被更多的人所了解。利 用质谱仪可分析碘的各种同位素。 如图12所示，电荷量均为＋q的碘 131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)，经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上。下列说法正确的是(　　) 图12 答案　BD 强基固本 考点突破 知识点一、洛伦兹力、洛伦兹力的方向和洛伦兹力的公式 1．洛伦兹力：磁场对_________的作用力叫做洛伦兹力。 2．洛伦兹力的方向 (1)判定方法：左手定则 掌心——磁感线_____穿过掌心； 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的______； 拇指——指向_________的方向。 第2课时　磁场对运动电荷的作用 [知 识 梳 理] 运动电荷 垂直 反方向 洛伦兹力 (2)方向特点：f⊥B，f⊥v，即f垂直于B和v决定的_____。 3．洛伦兹力的大小 (1) v ∥B时，洛伦兹力f＝__。(θ＝0°或180°) (2) v ⊥B时，洛伦兹力f＝____。(θ＝90°) (3) v ＝0时，洛伦兹力f＝__。 知识点二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．若v ∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做_________运动。 平面 0 q v B 0 匀速直线 2．若v ⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_________运动。 3．半径和周期公式：(v ⊥B) 匀速圆周 知识点三、质谱仪和回旋加速器 1．质谱仪 (1)构造：如图1所示，由粒子源、 _________、________和照相底片 等构成。 图1 加速电场 偏转磁场 图2 2．回旋加速器 (1)构造：如图2所示，D1、D2是半圆金属 盒，D形盒的缝隙处接_____电源。D形盒 处于匀强磁场中。 (2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运 动的周期_____ ，粒子在圆周运动的过程 中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速。 交流 相等 磁感应强度 半径 无关 思维深化 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用。 (　　) (2)洛伦兹力的方向垂直于B和v决定的平面，洛伦兹力对带 电粒子永远不做功。 (　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 题组一　洛伦兹力的特点与应用 1．下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是 (　　) 解析