洛伦兹力与现代科技(沪科版选修)ppt课件.ppt

《洛伦兹力与现代科技(沪科版选修)ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.为什么不采用直接利用电场加速来获得高能粒子？提示：利用电场加速，由于受电源电压的限制，只能获得能量并不是很高的粒子.如果采取多级加速，粒子沿直线加速，实验装置必然做得非常长，这就给建造带来很大的不便.所以在较小范围内获得较高能量的粒子是很难通过电场直接加速实现的.2.回旋加速器两端所加的交流电压的周期由什么决定？提示：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，交流电压的周期必须等于带电粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期即因此，交流电压的周期由带电粒子的质量m、带电量q和加速器中的磁场的磁感应强度B来决定.3.有同学

2、说：“回旋加速器两D形电极间所加交变电压越大，带电粒子最后获得的能量越高？”，你认为该同学的说法正确吗？为什么？提示：不正确.由qvB=和Ek=mv2得Ek=当r=R时，有最大动能Ekm=(R为D形盒的半径)，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.事实上，只要q、m、B、R一定，加速电压越大，只是单次加速获得的动能越大，但从全过程来看，粒子被加速的次数减少了，粒子获得的最高能量不变.【典例1】(2010·新四区高二检测)一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强

3、磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连.下列说法正确的是()A.质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大B.质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大C.只要R足够大，质子的速度就可以被加速到任意值D.不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子【思路点拨】解答此题应明确以下三点：(1)回旋加速器电场和磁场的作用.(2)回旋加速器粒子获得的最大速度(3)回旋加速器所加交变电压的周期等于粒子做匀速圆周运动的周期【自主解答】选A.由得，当r=R时，质子有最大速度即B、R越大，vm越大，vm与加速电压无关，A对、B错.随着质子速度v的

4、增大、质量m会发生变化，据知质子做圆周运动的周期也变化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，C错.由上面周期公式知α粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速α粒子，D错.1.从离子源产生的离子经电场加速后，由小孔进入一个速度选择器后，再进入磁场，你知道速度选择器的工作原理吗？提示：工作原理：如图所示，带电粒子所受重力可忽略不计，粒子在两板间同时受到电场力和洛伦兹力作用，只有当二力平衡时，粒子才不发生偏转，沿直线穿过两板间.由qE=qvB得v=只有满足v=的粒子才能从速度选择器中被选择出来.2.速度选择器可以

5、选择粒子的速度大小，能选择粒子电性与比荷吗？提示：速度选择器只选择速度(大小、方向)而不能选择粒子的质量和电量，若粒子从另一方向入射，则不能穿出速度选择器.3.如果带电粒子的电荷相同而质量不同，它们经速度选择器进入磁场后做圆周运动的半径相同吗？为什么？提示：带电粒子经速度选择器以相同的速度进入磁场，由半径公式可知q、v、B相同而m不同的粒子，半径一定不同.【典例2】(2009·广东高考)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.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过

6、的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为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.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD.离子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，离子的荷质比越小【思路点拨】解答本题应把握以下三点：(1)知道速度选择器的原理；(2)熟悉粒子在磁场中的偏转问题；(3)熟悉相关公式的建立与衔接.【自主解答】选A、B、C.由加速电场可知离子所受电场力向下，即离子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，如题图所示，因此速度选择器中磁场

7、方向垂直纸面向外，B正确；经过速度选择器时满足qE=qvB，可知能通过狭缝P的带电离子的速率等于E/B，带电离子进入磁场做匀速圆周运动则有R=mv/qB，可见当v相同时，R∝所以可以用来区分同位素，且R越大，比荷就越小，D错误.【典例3】在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上.有一质量为m，带电荷量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？【思路点拨】

8、解答本题应把握以下两点：(1)带电小球的重力不能忽略；(2)要根据小球的受力情况确定其运动情况.【标准解答】答案:知识点1：回旋加速器1.(2011·吉林高二检测)用回旋加速器来加速质子，为了