洛伦兹力与现代科技课件(沪科版选修3-1).ppt

栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 56 洛伦兹伦兹 力与现现代科技 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 目标导航 1.了解洛伦兹伦兹 力在现现代科技中的广泛应应用 2知道回旋加速器和质谱仪质谱仪 的构造及工作原 理(重点、难难点) 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 新知初探自学导引 一、回旋加速器 1发发明：1930年美国的_制成世界上 第一台回旋加速器 2构成：回旋加速器核心部分是两个 _,它们们之间间有一间间隙,_ 方向 垂直于D形盒的底面,交变电场变电场 在_ 劳伦劳伦 斯 D形金属扁盒磁场场 狭缝间缝间 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 3原理：利用_使带电带电 粒子做圆圆周运动动 , 用_实现对带电实现对带电 粒子加速的原理 制 成的 二、质谱仪质谱仪 1发发明：质谱仪质谱仪 是由_发发明的，用来 分析_和测测量带电带电 粒子_ 磁场场 交变电场变电场 阿斯顿顿 同位素质质量 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 2原理：粒子经电场经电场 加速后，进进入磁场场将沿 _做圆圆周运动动，打在底片上形成若 干条细线细线 ，称为为_，每一条谱线对应谱线对应 于 一定的质质量. 不同半径 谱线谱线 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 要点探究讲练互动 要点1 对回旋加速器的理解 学案导导引 1经经回旋加速器加速的粒子的速度跟哪些因 素有关？ 2回旋加速器中粒子的半径越来越大，周期如 何变变化？运动动周期与加速电场电场 周期有何关系？ 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 1工作原理 利用电场对带电电场对带电 粒子的加速作用和磁场对场对 运 动电动电 荷的偏转转作用来获获得高能粒子，这这些过过 程在回旋加速器的核心部件两个D形盒和 其间间的窄缝缝内完成 (1)磁场场的作用 带电带电 粒子以某一速度垂直磁场场方向进进入匀强 磁场场后,在洛伦兹伦兹 力作用下做匀速圆圆周运动动， 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 (3)交变电压变电压 为为保证带电证带电 粒子每次经过经过 窄缝时缝时 都被加速， 使其能量不断提高，需在窄缝缝两侧侧加上跟带带 电电粒子在D形盒中运动动周期相同的交变电压变电压 2带电带电 粒子的最终终能量 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 特别别提醒：(1)带电带电 粒子在电场电场 中的加速时间时间 可 以忽略不计计,因为为两个D形盒之间间的缝缝隙很小, 加 速效果取决于加速电压电压 ,与缝缝隙宽宽度无关 (2)回旋加速器也不可能将粒子速度无限提高， 当粒子的速度可与光速相比拟时拟时 ，相对论对论 效 应应 就会显现显现 ，粒子的质质量、运动动周期都会发发生 变变 化，导导致电场变电场变 化频频率与粒子运动频动频 率不同 步, 此时时回旋加速器失去工作的条件 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 (2011高考天津理综综卷改编编)回旋加速 器 在核科学、核技术术、核医学等高新技术领术领 域 得到了广泛应应用，有力地推动动了现现代科学技 术术的发发展回旋加速器的 原理如图图561所示， D1和D2是两个中空的半 径为为R的半圆圆金属盒， 例1 图图561 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 它们们接在电压电压 一定、频频率为为f的交流电电源上, 位 于D1圆圆心处处的质质子源A能不断产产生质质子(初速 度可以忽略，重力不计计),它们们在两盒之间间被电电 场场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应应强 度为为B的匀强磁场场中若质质子束从回旋加速器 输输出时时的平均功率为为P,求输输出时质时质 子束的等 效 电电流I与R、B、P、f的关系式(忽略质质子在电电 场场中的运动时间动时间 ，其最大速度远远小于光速) 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 【审题审题 指导导】 解此题题要理解带电带电 粒子在回 旋加速器的运动规动规 律及电电磁场场的特点，同时时 掌握等效电电流的计计算方法 【精讲讲精析】设质设质 子质质量为为m，电电荷量为为q， 质质子离开加速器时时速度大小为为v，由牛顿顿第二 定律知 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 【规规律总结总结 】 (1)回旋加速器原理就是带电带电 粒子在匀强电场电场 中加速，在匀强磁场场中做圆圆 周运动动，使粒子偏转转 (2)带电带电 粒子在回旋加速器中运动动的最大速度 与D形盒半径有关，与所加电压电压 大小无关 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 变式训练 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 要点2 质谱仪质谱仪 的理解 学案导导引 质谱仪质谱仪 靠什么将不同的粒子分开？能分析带带 负电负电 粒子吗吗？若能，应应做哪些调调整？ 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 1质谱仪质谱仪 质谱仪质谱仪 是一种分析同位素和测测量带电带电 粒子质质 量的仪仪器 2.构造 如图图562所示，质谱仪质谱仪 主要由以下几部分 组组成：带电带电 粒子注入器； 加速电场电场 (U)；速度选选 择择器(B1，E)；偏转转磁场场 (B2)；照相底片 图图562 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 质谱仪质谱仪 原理如图图563所示，a为为粒 子加速器，电压为电压为 U1；b为为速度选择选择 器，磁 场场 与电场电场 正交,磁感应应强度为为B1，板间间距离为为d ； c为为偏转转分离器,磁感应应强 度为为B2.今有一质质量为为m、 电电荷量为为e的正电电子(不 计计重力)，经经加速后， 该该粒子恰能通过过速度选择选择 器 例2 图图563 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 粒子进进入分离器后做半径为为R的匀速圆圆周运 动动求： (1)粒子的速度v为为多少？ (2)速度选择选择 器的电压电压 U2为为多少？ (3)粒子在B2磁场场中做匀速圆圆周运动动的半径R 为为多大？ 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 【思路点拨拨】解答本题时题时 可按以下思路分析： 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 【方法指引】 解答此类问题类问题 要做到： (1)对带电对带电 粒子进进行正确的受力分析和运动过动过 程分析； (2)选选取合适的规规律，建立方程求解 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 变式训练 2质谱仪质谱仪 是一种测测定带电带电 粒子质质量和分析 同 位素的重要工具，它的构造原理如图图564 所示离子源S可以发发出 各种不同的正离子束， 离子从S出来时时速度很小， 可以认为认为 是静止的 图图564 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 离子经过经过 加速电场电场 加速后垂直进进入有界匀强 磁场场(图图中实线实线 框所示)，并沿着半圆圆周运动动 到 达照相底片上的P点，测测得P点到入口处处S1的 距离为为x.下列说说法中正确的是( ) A若离子束是同位素，则则x越大，离子的质质 量越大 B若离子束是同位素，则则x越大，离子的质质 量越小 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 C只要x相同，则则离子的质质量一定相同 D只要x相同，则则离子的比荷一定相同 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 带电带电 粒子在复合场场中的运动动 经经典案例 (12分)(2012银银川高二检测检测 )如图图 5 65甲所示，宽宽度为为d的竖竖直狭长长区域内( 边边 界为为L1、L2)， 热点示例创新拓展 图图565 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 存在垂直纸纸面向里的匀强磁场场和竖竖直方向上的 周期性变变化的电场电场 (如图图乙所示),电场电场 强度的大 小为为E0，E0表示电场电场 方向竖竖直向上t0时时, 一带带正电电、质质量为为m的微粒从左边边界上的N1点以 水平速度v射入该该区域,沿直线线运动动到Q点后,做一 次完整的圆圆周运动动,再沿直线线运动动到右边边界上的 N2点Q为线为线 段N1N2的中点,重力加速度为为g.上 述d、E0、m、v、g为为已知量求： 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 (1)微粒所带电带电 荷量q和磁感应应强度B的大小； (2)电场变电场变 化的周期T. 【思路点拨拨】 解答本题时题时 可按以下思路分析： 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 【借题发挥题发挥 】 带电带电 粒子在复合场场中运动时动时 , 其运动动状态态是由粒子所受电场电场 力、洛伦兹伦兹 力 和重力的共同作用来决定的，对对于有轨轨道约约 束的运动动，还还要考虑弹虑弹 力、摩擦力对对运动动的 影响，带电带电 粒子在复合场场中的运动动情况及解 题题方法如下： 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 栏目 导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 热点示例 创新拓展 名师讲坛 精品资源 知能演练 轻松闯关 第5章 磁场与回旋加速器 名师讲坛精品资源 我国的回旋加速器 我国第一台回旋加速器于1958年在中国原子能 科学研究院建成，与我国第一台重水反应应堆并 称为为“一堆一器”，是我国步入原子能时时代的 标标志它曾连续连