鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 第3节 洛伦兹力的应用 (3).pptVIP

;学习目标;基础落实·必备知识全过关;;一、显像管

1.电偏转:利用改变带电粒子的运动方向称为电偏转。?

2.磁偏转:利用改变带电粒子的运动方向称为磁偏转。?

3.显像管的构造和原理

(1)构造:如图所示,电视显像管由电子枪、和荧光屏组成。?;(2)原理:电子枪发出的电子,经加速形成电子束,在水平偏转线圈和竖直偏转线圈产生的不断变化的作用下,运动方向发生偏转,实现扫描,在荧光屏上显示图像。?;二、质谱仪

1.原理图:如图所示,从离子源I射出的离子在通过狭缝S1和S2的过程中被电场加速,形成具有一定的离子束,离子束从A点进入匀强磁场B后做运动,沿着抵达照相底片,并留下痕迹。?;三、回旋加速器

1.主要构造:如图所示,主要有两个的中空铜盒D1、D2构成,两盒之间留有一狭缝,置于真空中。由电磁铁产生的垂直穿过盒面,由高频振荡器产生的加在两盒的狭缝处。?;2.工作原理

(1)电场的特点及作用

特点:两个D形盒之间的窄缝区域存在。?

作用:带电粒子经过该区域时被。?

(2)磁场的特点及作用

特点:D形盒处于与盒面垂直的中。?

作用:带电粒子在洛伦兹力作用下做运动,从而改变运动方向,周期后再次进入电场。?;易错辨析判一判

(1)显像管中的电子束受水平、竖直两个方向的磁场作用。()

(2)回旋加速器中起加速作用的是磁场。()

(3)回旋加速器中起加速作用的是电场,所以加速电压越大,带电粒子获得的最大动能越大。()

(4)质谱仪可以分析同位素。()

(5)离子进入质谱仪的偏转磁场后洛伦兹力提供向心力。();即学即用练一练

1.如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图。电流方向如图所示,试判断正对读者而来的电子束将向哪边偏转()

A.向上 B.向下 C.向左 D.向右;2.(多选)质谱仪的构造原理如图所示,从粒子源S出来时的粒子速度很小,可以看作初速度为零,粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域,并沿着半圆周运动而达到照??底片上的P点,测得P点到入口的距离为x,则以下说法正确的是()

A.粒子一定带正电

B.粒子一定带负电

C.x越大,则粒子的质量与电荷量之比一定越大

D.x越大,则粒子的质量与电荷量之比一定越小;;;要点提示(1)电子束打在A点,表明其进入磁场时所受洛伦兹力方向应竖直向上,根据左手定则可知磁场应垂直纸面向外。

(2)磁场方向应垂直纸面向里。;;(3)由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化,磁感应强度的大小近似等于电子进入磁场时的磁感应强度大小。;;(1)电子打到荧光屏上时速度的大小;

(2)磁场磁感应强度的最大值B0。;解析(1)电子打到荧光屏上时速度的大小等于它飞出加速电场时的速度大;规律总结显像管中电子束偏转问题的解决思路

(1)电子在电场中加速,根据动能定理建立加速电压和电子离开电场时的速;针对训练1

电视机显像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束,并在变化的磁场作用下发生偏转,打在荧光屏不同位置上发出荧光而成像。显像管的原理示意图(俯视图)如图甲所示,在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场(如图乙所示),其磁感应强度B=μNI,式中μ为磁常量,N为螺线管线圈的匝数,I为线圈中电流的大小。由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化,是稳定的匀强磁场。;已知电子质量为m,电荷量为e,电子枪加速电压为U,磁常量为μ,螺线管线圈的匝数为N,偏转磁场区域的半径为r,其圆心为O点。当没有磁场时,电子束通过O点,打在荧光屏正中的M点,O点到荧光屏中心的距离OM=L。若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计,不考虑相对论效应以及磁场变化所激发的电场对电子束的作用。;(1)若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ=60°,求此种情况下电子穿过磁场时,螺线管线圈中电流I0的大小;

(2)当线圈中通入如图丙所示的电流,其最大值为第(1)问中电流的,求电子束打在荧光屏上发光形成“亮线”的长度。;解析(1)设经过电子枪加速电场加速后,电子的速度大小为v,根据动能定理;(2)设线圈中电流为0.5I0时,偏转角为θ1,此时电子在屏幕上落点距M点最远。;;;(3)结论:①粒子的比荷与偏转距离x的二次方成反比,凡是比荷不等的粒子会被分开打在不同位置,并按比荷的大小顺序排列。

②打在底片上同一位置的粒子,只能判断其是相同的,不能确定其质量或电荷量一