洛伦兹力综合分析1

1、洛伦兹力综合分析洛伦兹力综合分析核心要点突破核心要点突破v v/b bv vb b f f洛洛=0=0匀速直线运动匀速直线运动 f f洛洛= =qbvbv匀速圆周运动匀速圆周运动mvrqb2 mtqb一、利用磁场控制带电粒子的运动一、利用磁场控制带电粒子的运动1、2特点：只改变带电粒子的特点：只改变带电粒子的_，不，不改变带电粒子的改变带电粒子的_运动方向运动方向速度大小速度大小二、质谱仪和回旋加速器二、质谱仪和回旋加速器1质谱仪质谱仪原理图：原理图：quqvb质量质量m质量质量同位素同位素2回旋加速器回旋加速器(1)构造图：如图构造图：如图353图图353回旋加速器的核心部件是两个回旋加速器

2、的核心部件是两个_.d形盒形盒不变不变特别提醒：特别提醒：(1)电子、质子、电子、质子、粒子等一般不计重力，带电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小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考虑重力的作用的作用(2)注意重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹注意重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力始终和运动方向垂直、永不做功的特点力始终和运动方向垂直、永不做功的特点课堂互动讲练课堂互动讲练带电粒子在有界磁场中的运动带电粒子在有界磁场中的运动 如图所示，一束带电粒子以速度如图所示，一束带电粒子以速度v0垂直射垂直射入磁感应强度为入磁感应强度为b、半径为、半径为r的圆形匀强磁场区域的

3、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中，穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是是60，则粒子的比荷是，则粒子的比荷是_，穿透磁场的，穿透磁场的时间是时间是_变式训练变式训练1 图图1是电子射线管示意图是电子射线管示意图.接通电源后，接通电源后，电子射线由阴极沿电子射线由阴极沿x轴方向射出轴方向射出,在荧光屏上会看到在荧光屏上会看到一条亮线一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是偏转，在下列措施中可采用的是_。a加一磁场，磁场方向沿加一磁场，磁场方向沿z轴负方向轴负方向b加一磁场，磁场方向沿加一磁场，磁场

4、方向沿y轴正方向轴正方向c加一电场，电场方向沿加一电场，电场方向沿z轴负方向轴负方向d加一电场，电场方向沿加一电场，电场方向沿y轴正方向轴正方向xyzo阴极阴极电子束电子束狭缝狭缝荧光屏荧光屏阳极阳极图图1b变式训练变式训练2变式训练变式训练3如图所示，在圆形区域里，有匀如图所示，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强磁场，方向如图所示，有一束速率各不相同的质子自的质子自a点沿半径方向射入磁场，这些质子点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中在磁场中()a运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角越大越大b运动时间越长的，其轨迹越长运动时间越长

5、的，其轨迹越长c运动时间越短的，射出磁场时，速率越小运动时间越短的，射出磁场时，速率越小d运动时间越短的，射出磁场时，速度方向运动时间越短的，射出磁场时，速度方向偏转越小偏转越小对质谱仪的理解和应用对质谱仪的理解和应用 如图所示是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示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子离子分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为以很小的速度进入电压为u

6、的加的加速电场区速电场区(初速不计初速不计)，加速后，再通过狭缝，加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感射入磁感应强度为应强度为b的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面pq.最后，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的细线若测得细线到狭缝s3的距离为的距离为d，导出分子离子的，导出分子离子的质量质量m的表达式的表达式【规律总结】【规律总结】熟练掌握带电粒子在电场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，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

7、才能较好地解决题目回旋加速器的应用回旋加速器的应用 回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个能的仪器，其核心部分是两个d形金属盒，两盒分别和一形金属盒，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，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若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为，质

8、量为m，粒子最大回旋，粒子最大回旋半径为半径为rm，其运动轨迹如图所示，问：，其运动轨迹如图所示，问：(1)粒子在盒内做何种运动？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？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？粒子离开加速器时速度是多大，最大动能为多少？(4)设两设两d形盒间电场的电势差为形盒间电场的电势差为u，求加速到上述能量所，求加速到上述能量所需的时间需的时间(不计粒子在电场中运动的时间不计粒子在电场中运动的时间)【规律总结】【规律总结】求解此题应注意以下两点：求解此题应注意以下两点：(1)交流电的周期与粒

9、子做圆周运动的周期相同交流电的周期与粒子做圆周运动的周期相同回旋加速器才能正常工作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表达式，再据此判断它与何物理量有关变式训练变式训练4用回旋加速器来加速质子，为了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使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上倍，原则上可以采用下列哪几种方法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将其磁感应强度增大为原来的2倍倍b将其磁感应强度增大为原来的将其磁感应强度增大为原来的4倍倍c将将d形盒的半径增大为原来的形盒的半径增大为原来的2倍倍d将将d形盒的半径增大为原来的形盒的半径增大为原来的4倍倍20221212mvmvdeq在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为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的匀强电场和磁感强度为b的匀强磁场已知从左方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，则在这区域中可以忽略不计，则在这区域中和和b的方向可能是的方向可能是（ ）a、e和和b都沿水