洛伦兹力的应用（二）课件-高二下学期物理教科版选择性()

第一章

磁场对电流的作用§4洛伦兹力的应用（二）（1）只选择速度，不选择粒子（质量、电量、电性）；2.特点：（2）其中的E、B的方向不仅互相垂直，且还有确定的关系；（3）速度选择器中的粒子只能沿一个确定的方向通过。1.原理：

在如图所示的平行板器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直，忽略粒子所受重力，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器。速度选择器

例：如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v=E/B，那么()A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过D.不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过AC例：在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动能减少了，为了使粒子射出时动能增加，在不计重力的情况下，可采取的办法是（）A.增大粒子射入时的速度B.减小磁场的磁感应强度C.增大电场的电场强度D.改变粒子的带电性质BC1.作用：测定带电粒子荷质比的仪器。2.结构：3.工作原理：（1）加速电场：动能定理（2）速度选择器：（3）偏转：质谱仪加速电场速度选择器偏转磁场由于粒子的荷质比不同，则做圆周运动的半径也不同，因此打到不同的位置。原理图

加速电场速度选择器(1)可测粒子的质量及比荷(2)与已知粒子半径对比可发现未知的元素和同位素质谱仪4.质谱仪的作用：例：如图所示，a、b、c、d为四个正离子，电量相等，速度大小关系为va＜vb=vc＜vd，质量关系为ma=mb＜mc=md，同时沿图示方向进入粒子速度选择器后，一粒子射向P1板，一粒子射向P2板，其余两粒子通过速度选择器后，进入另一磁场，分别打在A1和A2两点。则射到P1板的是____粒子，射到P2板的是___粒子，打在A1点的是____粒子，打在A2点的是____粒子。adbc例：如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（磁感应强度为B）和匀强电场（电场强度为E）组成的速度选择器，然后通过狭缝P进入另一匀强磁场（磁感应强度为B’），最终打在A1A2上，粒子重力不计。下列表述正确的是（

）A.粒子带负电B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BC.粒子打在A1A2的位置越靠近P，粒子的比荷q/m越大D.所有打在A1A2上的粒子，在磁感应强度为B’的磁场中的运动时间都相同BC加速原理：回旋加速器直线加速器实验室需要很高的电压才能通过直线加速使粒子获得较大的速度，可是电压越高，对绝缘的要求也越高，否则仪器就会被击穿。

或加速装置需要很长。1966年建成的美国斯坦福电子直线加速器管长3050米.缺点：

占地空间太大1932年物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，实现了在较小的空间范围内对带电粒子进行多次加速。劳伦斯第一台回旋加速器能不能设计一种既能实现多次加速，又能减少占地空间的加速器呢？回旋加速器原理图结构：两个D

形金属扁盒，D形盒的缝隙处接交流电源。D形盒处于匀强磁场中。两个D形盒缝隙中心附近有离子源。回旋加速器磁场的作用:电场的作用:对电粒子加速使带电粒子回旋加速条件：交流电源的周期与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相同.运动周期：

思考：带电粒子的最高速度和能量与哪些因素有关？可见：带电粒子一定的条件下，其获得的最大速度和动能EKm取决于：D形盒的半径R，磁感应强度B，与加速电压大小无关。粒子获得的最大动能：带电粒子做圆周运动的半径最大只能等于圆形盒的半径，根据

粒子运动的最大速度：

回旋加速器加速的次数N:每一个周期加速两次

粒子在磁场中运动的时间：

注意：加速电压小，多转几圈。电压大，少转几圈。回旋加速器例：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