洛仑兹力与现代技术 课件-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

1、第四节 洛伦兹力与现代技术粤教版 高中选择性必修二 第一章 磁场知识回顾洛伦兹力：磁场对运动电荷产生的作用力（vB）f = qvB大小：方向：左手定则应用：加速器：f未加磁场Bvo-加磁场讨论与交流r与v成正比，与B成反比T与速度无关，与轨道半径无关一、回旋加速器B1、构造： D形盒的窄缝处接交流电源.D形盒处于匀强磁场中，D1、D2是半圆形金属盒，加高频交变电压真空窄缝处有电场一、回旋加速器2、原理：一、回旋加速器一、回旋加速器二、质谱仪功能一：使带电粒子获得一定的速度功能二：让粒子通过一个速度选择器，只留下特定速度 的粒子，排除其他速度粒子的干扰功能三：让带电粒子进入磁场发生偏转，记录 粒

2、子的运动轨迹，进而求得粒子的比荷So例题一：参考回旋加速器原理图，回答下列问题（1）在回旋加速器中，带电粒子是从D形盒磁场中获得 能量还是从两个D形盒空隙间的电场中获得能量？（2）带电粒子再次进入D形盒的匀强磁场中做匀速圆周运动时， 其速率变大，它的运动周期将随之变化吗？即带电粒子 前后两次进入电场区的时间间隔会随之变化吗？（3）为了使带电粒子每次经过两个D形盒的间隙时恰能受到 电场力作用而被加速，高频电源的频率应符合什么要求？实践与拓展解：（1）带电粒子是从D形盒间隙间的电场中获得能量的（2）粒子在磁场中运动的周期与速度无关带电粒子两次进入电场区的时间间隔也不会改变（3）高频电源的变换频率与

3、带电粒子的运动频率相等实践与拓展例题一：参考回旋加速器原理图，回答下列问题例题二：利用质谱仪测量氢元素的同位素，如图所示，让氢元素的三种同位素氕、氘、氚的离子流从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线（1）在进入磁场时，氢元素的哪种同位素的动能比较大？为什么？（2）氢元素的哪种同位素在磁场中运动的时间比较长？为什么？（3）a、b、c三条质谱线分别对应氢元素的哪一种同位素？实践与拓展（1）三种同位素经过加速电场获得的动能相等（2）相等电量，质量比较大的氚在磁场中运动时间比较长（3）a对应氚，b对应氘，

4、c对应氕实践与拓展例题1：如图所示，两个处于同一匀强磁场中的相同的回旋加速器，分别接在加速电压为U1和U2的高频交流电源上，且U1U2，两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2(在盒缝间加速时间忽略不计)，获得的最大动能分别为Ek1和Ek2，则()At1Ek2 Bt1t2，Ek1Ek2Ct1t2，Ek1Ek2CtnT，设粒子在加速器中绕行的圈数为nEk2nqUU1U2n1n2Ek1Ek2所以t1t2T不变，例题2：(多选)如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内有相互正交的匀强磁场和匀强电场，匀强磁场的磁感应强度为B，匀强电场的场强为E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()A质谱仪是分析同位素的重要工具B速