1.4洛伦兹力与现代技术 课件 高二年级下册学期物理粤教版（2025）选择性必修第二册（15张PPT）(含音频+视频).pptxVIP

第四节洛伦兹力与现代技术

第一章磁场

【增长见识】

粒子加速器是用人工方法产生＿＿＿＿

粒子的装置。日常生活中常见的粒子加速器有用于电视的＿＿＿＿＿及X光管等设施，是探索＿＿＿和粒子的性质、内部结构和相互作用的重要工具，在工农业生产、医疗卫生、＿＿＿＿等方面也都有重要而广泛的实际应用。

高速带电

阴极射线管

原子核

科学技术

一、回旋加速器

1.实验基础：用洛伦兹力演示仪演示电子束的径迹

【说明】洛伦兹力演示仪中的电子枪能产生＿＿＿，玻璃泡内的稀薄气体能显示＿＿＿＿＿，励磁线圈能产生与两线圈中心连线平行的＿＿磁场。

电子束

电子的径迹

匀强

一、回旋加速器

1.实验现象：用洛伦兹力演示仪演示电子束的径迹

(1)未加磁场时，电子束的径迹是＿＿＿＿；

(2)加上匀强磁场时，电子束的径迹是＿＿＿；

(3)磁感应强度或电子的速度改变时，圆的半径发生＿＿。

一条直线

圆弧形

改变

一、回旋加速器

2.规律分析：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力f提供为向心力，则

(1)向心力：＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

(2)轨道半径：＿＿＿；

(3)运动周期：＿＿＿。

【说明】运动周期T与运动速度v＿＿。

无关

3.回旋加速器：

(1)结构：回旋加速器主要由圆柱形磁极、两个＿＿＿＿＿、＿＿＿＿电源、粒子源和粒子引出装置等构成；

一、回旋加速器

半圆金属盒

高频交变

3.回旋加速器：

(2)原理：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，

在电场做加速运动

①旋转周期：＿＿＿＿，与速率和半径＿＿，

与加速电场的周期＿＿；

②最大速度：＿＿＿＿＿，R是金属盒最大半径；

③最大动能：＿＿＿＿＿＿，与磁感应强度和金属盒半径＿＿，与加速电压和加速次数＿＿。

一、回旋加速器

无关

相等

有关

无关

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二、质谱仪

1.结构：质谱仪主要由＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、

和＿＿＿＿三部分构成；

加速电场

加速电场

速度选择器

偏转磁场

二、质谱仪

2.原理：

(1)通过加速电场，有＿＿＿＿＿＿＿，得＿＿＿＿；

(2)通过速度选择器，有＿＿＿＿＿，得＿＿＿＿；

(3)在偏转磁场中，有＿＿＿＿＿，得＿＿＿＿；

(4)带电粒子的比荷＿＿＿＿＿。

3.应用：质谱仪是测量带电粒子＿＿和分析＿＿＿

的重要工具。

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质量

同位素

【课堂练习】

1.有电子、质子、氘核、氚核，以相同速度垂直射入同一匀强磁场中，它们都作匀速圆周运动，则轨道半径最大的粒子是()

A．氘核B．氚核C．电子D．质子

2.质子和a粒子由静止出发，经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是()

A．速度之比为2:1B．周期之比为1:2

C．半径之比为1:2D．角速度之比为1:1

B

B

【课堂练习】

3.(多选)如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法一定错误的是()

A.速率变小，半径变小，周期不变

B.速率不变，半径不变，周期不变

C.速率不变，半径变大，周期变大

D.速率不变，半径变小，周期变小

AD

【课堂练习】

4.一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连。下列说法中，正确的是()

A.质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大

B.质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大

C.只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D.不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子

A

【课堂练习】

5.(多选)如图所示为质谱仪的原理图，一束粒子以速度v沿直线穿过相互垂直的匀强电场(电场强度为E)和匀强磁场(磁感应强度为B1)的重叠区域，然后通过狭缝S0垂直进入另一匀强磁场(磁感应强