《洛伦兹力综合分析》PPT课件

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1、洛伦兹力综合分析核心要点突破V//BV⊥BF洛=0匀速直线运动F洛=qBv匀速圆周运动一、利用磁场控制带电粒子的运动1、2．特点：只改变带电粒子的__________，不改变带电粒子的__________．运动方向速度大小二、质谱仪和回旋加速器1．质谱仪原理图：qUqvB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形盒不变特别提醒：(1)电子、质子、α粒子等一般不计重力，带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考虑重力的作用．(2)注意重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力始终和运动方向垂直、永不做功的特点．课堂互动讲练类

2、型一带电粒子在有界磁场中的运动例1如图所示，一束带电粒子以速度v0垂直射入磁感应强度为B、半径为r的圆形匀强磁场区域中，穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是60°，则粒子的比荷是________，穿透磁场的时间是________．变式训练1图1是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是_________。A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向xyzO阴极电子束狭缝荧光屏阳极图1B变

3、式训练2：如图，有a、b、c、d四个离子，它们带等量同种电荷，质量不等，有ma=mb＜mc=md，以不等的速率va＜vb=vc＜vd进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定（）A．射向P1的是a离子B．射向P2的是b离子C．射向A1的是c离子D．射向A2的是d离子A变式训练3如图所示，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，速度方向偏转越小类型二

4、对质谱仪的理解和应用例2如图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．【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．类型三回旋加速器的应用例3回旋加速器是用来

5、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，其运动轨迹如图所示，问：(1)粒子在盒内做何种运动？(2)所加交流电频率应是多大，粒子角速度为多大？(3)粒子离开加速器时速度是多大，最大动能为多少？(4)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)【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

6、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4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倍练习1：如图所示，质量为m、带电量为＋q的粒子，从两平行带电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度V0飞入场区。已知板间距离为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能沿直线穿过场区（不计重力）。现将磁感应强度增大到某一数值，则粒子将落到极板上，试

7、求当粒子落到极板上时动能的大小为多少？qBvEq分析：电场力做负功，洛论兹力不做功练习2：在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场．已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转．设重力可以忽略不计，则在这区域中Ｅ和B的方向可能是（）A、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同B、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反C、E竖直向上，B垂直纸面向外D、E竖直向上，B垂直纸面向里E,B