高二物理洛伦兹力的应用1

欢迎大家进入物理的世界三明二中物理组洛伦兹力的应用1/12洛伦兹力概念：运动电荷在磁场中受到作用力。

通电导线在磁场中所受到安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力宏观表现。洛伦兹力方向由左手定则判定

1、正电荷运动方向与电流方向相同，负电荷运动方向与电流方向相反。

2、洛伦兹力垂直于ν与Β所在平面2/12洛伦兹力大小

1.当电荷运动方向与磁场方向垂直（v⊥B）时，f=qvB.2.当电荷运动方向与磁场方向平行（v//B)时，电荷不受洛伦兹力.洛伦兹力对运动电荷不做功区分带电粒子在电场和在磁场中受力情况不一样

带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状态无关，但在磁场中洛伦兹力大小和方向与运动状态相关3/12洛伦兹力应用（带电粒子在磁场中运动）〖观察与思索〗1、当没有磁场作用时，观察电子运动轨迹，你看到了什么？2、当外加一磁场，让电子垂直射入磁场时，电子运动轨迹有什么改变？3、当外加一磁场，让电子不垂直射入磁场时，电子运动轨迹有什么改变？4/12洛伦兹力应用（带电粒子在磁场中运动）【讨论与交流】1、有磁场作用时,电子运动轨迹是否可能为直线?2、电子为何会做圆周运动？向心力由谁来提供？3、什么情况下电子会做螺旋运动？5/12洛伦兹力应用（带电粒子在磁场中运动）在匀强磁场中洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力:即:f=qvB=mv2/r故得:r=mv/qB又有:注：粒子运动周期与轨道半径和运动速率无关6/12（一）、速度选择器1、若带电粒子带负电，会不会影响速度选择器对速度选择？

2、若把磁场或电场反向，会不会影响速度选择器对速度选择？

3、若把磁场和电场同时反向，会不会影响速度选择器对速度选择？

洛伦兹力应用（速度选择器）【讨论与交流】7/12（二）、荷质比测定、质谱仪1.荷质比概念：带电粒子电荷与质量之比。它是带电粒子基本参量。

2.测定荷质比装置：

A：电离室:S1—S2：加速电场

S2—S3：速度选择器B：匀强磁场

D：摄影底片

4.测定荷质比装置――质谱仪（最初由汤姆生发觉）。洛伦兹力应用（质谱仪）8/12洛伦兹力应用（质谱仪）【讨论与交流】质子和粒子以相同动能垂直进入同一磁场,它们能分开吗?9/12盘旋加速器是原子核物理学中取得高速粒子一个装置。这种装置结构即使很复杂，但其基本原理就是利用上面提到那个盘旋共振频率与速率无关性质。

如图，盘旋加速器关键部分为D形盒，它形状有如扁圆金属盒沿直径剖开两半，每半个都象字母"D"形状。两D形盒之间留有窄缝，中心附近放置离子源（如质子、氘核或α粒子源等）。在两D形盒间接上交流电源（其频率数量级为106周/秒），于是在缝隙里形成一个交变电场。因为电屏蔽效应，在每个D形盒内部电场很弱。D形盒装在一个大真空容器里，整个装置放在巨大电磁铁两极之间强大磁场中，这磁场方向垂直于D形盒底面。洛伦兹力应用（盘旋加速器）(三)、盘旋加速器10/12洛伦兹力应用（盘旋加速器）【讨论与交流】1、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,假如速率v增大引发半径r增大,其运动周期T是否改变?2、为了使带电粒子每次经过两D形盒间隙时,恰能受到电场力作用且被加速,高频电源频率应符合什么条件?3、设盘旋加速器D形盒半径为