广东省化州市实验中学高中物理 3.6 洛仑兹力与现代技术学案 粤教版选修31.doc

广东省化州市实验中学2014年高中物理 3.6 洛仑兹力与现代技术学案 粤教版选修3-1类型题训练一、带电粒子在有界磁场中的运动求解带电粒子在磁场中运动的基本思路：在研究带电粒子在匀强磁场中运动规律时，着重把握“一找圆心，二找半径，三找周期”的规律1如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁场方向(磁感应强度为b)并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为60.求电子的质量和穿越磁场的时间2、(临界问题)一磁场宽度为l，磁感应强度为b，如图所示。一电荷质量为m，带电量为q，不计重力，以一速度（方向如图）射入磁场。若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？二、带电粒子在复合场中的运动3、一个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，该带电微粒必然带 （填“正”或“负”）电，旋转方向为 （填“顺时针”或“逆时针”）。若已知圆的半径为r，电场强度的大小为e，磁感应强度的大小为b，重力加速度为g，则线速度为 。4、如图所示，在地面附近的竖直面内，有沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为b，同时存在着水平向左的匀强电场场强大小为e，一个带正电的油滴在此复合场中始终沿与水平方向成30角的方向斜向下做直线运动（其运动轨迹如图中实线所示），求油滴运动的速率大小。三、技术上的应用(1课时）1、质谱仪：（1）原理图：如右图所示。（2）加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得： = （3）偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则： = （4）由两式可以求出粒子的 、 、 等。其中由可知电荷量相同时，半径将随 变化。（5）质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析 。2、回旋加速器：（1）构造图：如右图所示。（2）回旋加速器的核心部件是两个 。（3）粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子绕圆周运动的周期 。（4）由和得ek= ，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、b、r有关，与加速电压无关。针对训练1、在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（ ）a、粒子的速率加倍，周期减半b、粒子速率不变，轨道半径减半c、粒子速率减半，轨道半径变为原来的1/4d、粒子速率不变，周期减半2、1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质d形盒d1、d2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（ ）a、离子由加速器的中心附近进入加速器b、离子由加速器的边缘进入加速器c、离子从磁场中获得能量d、离子从电场中获得能量3、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个d形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两d形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是（ ）a、增大匀强电场间的电压b、增大磁场的磁感应强度c、减小狭缝间的距离d、增大d形金属盒的半径4质谱仪原理如图3615所示，a为粒子加速器，电压为u1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为b1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为b2.今有一质量为m、电荷量为e的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器