《洛伦兹力的应用》参考课件.ppt

变式训练1　如图3－5－10所示，在圆形区域里，有匀强磁场，方向如图所示，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中(　　) A．运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角越大 B．运动时间越长的，其轨迹越长 C．运动时间越短的，射出磁场时，速率越小 D．运动时间越短的，射出磁场时，速度方向偏转越小 图3－5－10 对质谱仪的理解和应用 例2 如图3－5－11所示是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图．设法将某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子．分子离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速不计)，加速后，再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ.最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝S3的细线．若测得细线到狭缝S3的距离为d，导出分子离子的质量m的表达式． 图3－5－11 【思路点拨】　电场中粒子做加速运动，速度选择器则可以使通过S3的粒子具有相同的速度，磁场中带电粒子做圆周运动，经半个周期打到感光片上． 【规律总结】　熟练掌握带电粒子在电场中加速和磁场中做匀速圆周运动的公式，才能较好地解决题目． 变式训练2　如图3－5－12为质谱仪的示意图．速度选择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．偏转分离器的磁感应强度为B2＝0.8 T．求： (1)能通过速度选择器的粒子速度有多大？ (2)质子和氘核进入偏转分离器后打在底片上的条纹之间的距离d为多少？ 图3－5－12 答案：(1)2×105 m/s　(2)5.2×10－3 m 回旋加速器的应用 例3 回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属盒，两盒分别和一高频交流电源两极相连，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过窄缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图3－5－13所示，问： (1)盒中有无电场？ (2)粒子在盒内做何种运动？ (3)所加交流电频率应是多大，粒子角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度是多大，最大动能为多少？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，求加速到上述能量所需的时间．(不计粒子在电场中运动的时间) 图3－5－13 【规律总结】　求解此题应注意以下两点： (1)交流电的周期与粒子做圆周运动的周期相同回旋加速器才能正常工作． (2)根据匀速圆周运动知识求出粒子最大速度的表达式，再据此判断它与何物理量有关． 变式训练3　(吉林市高二检测)用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用下列哪几种方法(　　) A．将其磁感应强度增大为原来的2倍 B．将其磁感应强度增大为原来的4倍 C．将D形盒的半径增大为原来的2倍 D．将D形盒的半径增大为原来的4倍 知能优化训练 返回 第五节　洛伦兹力的应用 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第五节　洛伦兹力的应用 课前自主学案 课标定位 学习目标：1.知道洛伦兹力只改变带电粒子速度方向，不改变其速度大小． 2．知道质谱仪和回旋加速器的构造和原理． 重点难点：质谱仪和回旋加速器的原理和应用． 课前自主学案 B v0 图3－5－1 2．特点：只改变带电粒子的__________，不改变带电粒子的__________． 二、质谱仪和回旋加速器 1．质谱仪 (1)原理图：如图3－5－2 图3－5－2 运动方向 速度大小 qU qvB 质量m 质量 同位素 2．回旋加速器 (1)构造图：如图3－5－3 图3－5－3 回旋加速器的核心部件是两个_________. D形盒 不变 核心要点突破 一、质谱仪工作原理的理解 　质谱仪是利用电场和磁场控制电荷运动的精密仪器，它是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．其结构如图3－5－4甲所示，容器A中含有电荷量相同而质量有微小差别的带电粒子．经过S1和S2之间的电场加速，它们进入磁场将沿着不同的半径做圆周运动，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干谱线状的细条，叫做质谱线．每一条谱线对应于一定的质量．从谱线的位置可以知道圆周的半径，如果再已知带电粒子的电荷量，就可以算出它的质量，这种仪器叫做质谱仪． 图3－5－4 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.如图3－5－5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