高中物理 第二章 第四节 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版选修11.ppt

第二章磁场第四节磁场对运动电荷的作用 栏目链接 能分析出物质构成的质谱仪质谱仪是分离和检测同位素的仪器 即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理 按物质原子 分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器 仪器的主要装置放在真空中 将物质气化 电离成离子束 经电压加速和聚焦 然后通过磁场电场区 不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同 聚焦在不同的位置 从而获得不同同位素的质量谱 现代质谱仪经过不断改进 仍然利用电磁学原理 使离子束按荷质比分离 栏目链接 质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量 测定原子质量的精度超过化学测量方法 大约2 3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的 由于质量和能量的当量关系 由此可得到有关核结构与核结合能的知识 对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量 可确定矿石的地质年代 质谱方法还可用于有机化学分析 特别是微量杂质分析 测量分子的分子量 为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据 由于化合物有着像指纹一样的独特质谱 质谱仪在工业生产中也得到广泛应用 栏目链接 栏目链接 如右图所示为质谱仪的原理图 带电粒子在加速电场加速后 通过混有电场和磁场的速度选择器 只有某相同速度值的粒子能从p点射入 粒子从p点射入后在磁场的洛伦兹力作用下做圆周运动 因为粒子的质量和带电量的不同而导致半径不同 最终它们会落到磁场上方s挡板的不同位置 从而可判断粒子的质量 进而可确定物质的种类 栏目链接 栏目链接 一 洛伦兹力 磁场对 的作用力称为洛伦兹力 栏目链接 运动电荷 二 洛伦兹力的方向 栏目链接 拇指 左手定则 垂直 四指 运动反方向 三 电子束的磁偏转及显像管的工作原理 栏目链接 垂直 运动电荷的速度v 磁感应强度b 电子束磁偏转 栏目链接 要点一磁场和电场对电荷的作用和区别 栏目链接 栏目链接 例1关于电场力与洛伦兹力 以下说法正确的是 栏目链接 栏目链接 变式迁移 1 单选 带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时 会受到洛伦兹力的作用 下列表述正确的是 a 洛伦兹力对带电粒子做功b 洛伦兹力不改变带电粒子的功能c 洛伦兹力的大小与速度无关d 洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 栏目链接 解析 洛伦兹力的方向与运动方向垂直 只改变速度的方向 不改变速度的大小 a项错 b项对 d项错 f qvb c项错 答案 b 要点二洛伦兹力的方向 应用左手定则判定 与安培力方向判定相同 1 不论正 负电荷 f洛方向都与f安方向相同 f洛垂直于b和v所确定的平面 应用左手定则时应注意 四指表示正电荷实际运动方向 对于负电荷来说 与正电荷受力方向相反 2 由于f洛时刻与v垂直 所以洛伦兹力对电荷永不做功 即f洛不能改变粒子运动速度的大小 只能改变电荷运动方向 栏目链接 例2如下图所示 在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线 且导线中电流方向水平向右 则阴极射线将会 栏目链接 栏目链接 a 向上偏转b 向下偏转c 向纸内偏转d 向纸外偏转 解析 在阴极射线管所处位置处 通电直导线产生的磁场方向垂直纸面向外 由左手定则可以判断阴极射线中的电子受到的洛伦兹力方向向上 答案 a 变式迁移 2 单选 如图所示 带正电的粒子q 不计重力 水平向左进入匀强磁场 磁场方向垂直纸面向外 该粒子将 a 向下偏转b 向上偏转c 垂直纸面向里偏转d