鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册1.3洛伦兹力的应用课件(共32张PPT).pptxVIP

1.3洛伦兹力的应用

第1章安培力与洛伦兹力

鲁科版（2019版）选择性必修2

复习回顾

0

1）洛伦兹力大小公式

2）特点

v

f

洛伦兹力提供向心力

半径R

半径公式：

周期公式：

时间公式：

v

f

半径R

圆心角、偏转角、弦切角

v

f

O

A

B

C

C

D

复习回顾

0

显像管

1

把利用电场改变带电粒子的运动方向称为电偏转；

把利用磁场改变带电粒子的运动方向称为磁偏转。

1.1电偏转磁偏转

显像管是一种电子射线管，广泛应用于电视机、监视器等，它运用的是电子束的磁偏转原理；

1.2显像管

由电子枪发出的电子，经电场加速形成电子束，在水平偏转线圈和竖直偏转线圈产生的不断变化的磁场作用下，运动方向发生偏转，从而实现扫描，在荧光屏上显示图像。

（备注：交流电50Hz）

显像管

1

例题：如图所示为电视机显像管原理示意图，没有磁场时,电子束打在荧光屏正中的O点，为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。

(1)要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的a点,偏转磁场应该沿方向。

(2)要使电子束打在b点,磁场应该沿方向；

(3)要使电子束打在荧光屏上的位置由b点逐渐向a点移动,偏转磁场应沿；

垂直于纸面向外

先垂直于纸面向里逐渐减小到零,再垂直于纸面向外由零逐渐增大

垂直于纸面向里

显像管

1

1.3示波器

【磁偏转电偏转】如图所示，长方形虚线框内存在竖直向下的匀强电场时，一不计重力的带正电粒子在电场力作用下偏转的轨迹（M点进入、N点射出），偏转角为Ɵ；如果以同样的速度从M点射入，从N点以相同的偏转角射出匀强磁场，求：

（1）匀强磁场的方向；

（2）匀强电场大小E与匀强磁场大小B的比值是多少？

显像管

1

例题

速度选择器

2

2.1原理

如图所示，在两极板间有电场和磁场（复合场），不计重力，当电场力等于洛伦兹力时，带电粒子沿直线穿出极板。

2.2速度选择

大小：

方向：

2.3特点

只选择速度v（含大小、方向），

不能选择质量m和电荷量q

滤速器

速度选择器

2

电磁流量计

如何推导呢？

Bqv=q

Q=Sv

速度选择器

2

霍尔效应

达到稳定状态时，电场力等于洛伦兹力；

Bqv=q

速度选择器

2

将带电的流体(离子气体或液体)以极高的速度喷射到磁场中去，利用磁场对带电的流体产生的作用，从而发出电来。

最简单的开式磁流体发电机由燃烧室、发电通道和磁体组成。工作过程是在化石燃料燃烧后产生的高温气体中，加入易电离的钾盐或钠盐，使其部分电离后，经喷管加速产生高达摄氏3000度、速度达到1000m/s的高温高速导电气体，最后产生电流。

磁流体发电，

质谱仪

3

离子源

加速电场

速度选择器

加速：

偏转：

x=2r

粒子的比荷与偏转距离x的平方成反比；

凡是比荷不相等的粒子即可被分开，

并按比荷顺序的大小排列，只称为“质谱”

1922年英国物理学家阿斯顿因诺贝尔化学奖

质谱仪

3

例题：如图所示，离子源产生的甲、乙两种离子由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直；已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出，MN长为L，不计重力影响和离子间的相互作用。求：

(1)磁场的磁感应强度大小；

(2)甲、乙两种离子的比荷之比；

回旋加速器

4

医用直线加速器

在加州斯坦福直线加速器中心,两英里长的直线

+

-

1级

原理图

+

-

2级

+

-

+

-

n级

回旋加速器

4

2个半圆、真空D形盒；

盒间有狭缝，接交变电流

大型电磁铁

回旋加速器

4

1、工作原理

电场加速，磁场偏转；

2、交变电压的周期（频率）

电压正负及时更换（高频振荡器）

交变电压的周期与粒子运动的速率、半径无关；只与磁场、粒子的比荷有关。

回旋加速器

4

3、最终能量

电场加速，磁场偏转；

最终能量与：磁场偏转最大半径、磁感应强度、比荷大小有关。

n目前无法测量

回旋加速器

4

4、加速次数

磁场一个周期，电场需加速2次；

5、运动时间t=？

电场中的加速时间t1=？

磁场的偏转时间t2=？

t1远小于t2

回旋加速器

4

例题：关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：()

A.电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋

B.电场和磁场同时用来加速带电粒子

C.同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由加速电压决定

D.同一加速器，对某种确定