高中物理選修新課標(biāo)人教版選修3-1第三章36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動學(xué)案(完整版)
【正文】 總結(jié)： ① 軌道半徑和粒子的運動速率成正比， 磁場越強(qiáng)，軌跡半徑越小 。則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過磁場的時間又是多少？ 2．質(zhì)譜儀和回旋加速器 (1)質(zhì)譜儀的工作原理 質(zhì)譜儀是利用電場和磁場控制電荷運動的精密儀器，它是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具．其結(jié)構(gòu)如右圖所示，容器 A中含有電荷量相同而質(zhì)量有微小差別的帶電粒子．經(jīng)過S1和 S2之間的電場加速，它們進(jìn)入磁場將沿著不同的半徑做圓周運動，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干譜線狀的細(xì)條，叫做質(zhì)譜線．每一條譜線對應(yīng)于一定的質(zhì)量．從譜線的位置可以知道圓周的半徑，如果再已知帶電粒子的電荷量，就可以算 出它的質(zhì)量，這種儀器叫做質(zhì)譜儀． 可以求出帶電粒子的比荷 ⑵回旋加速器 ①基本用途： 1932年美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明 的回旋加速器 是利用電場對電荷的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉(zhuǎn)作用，在較小的范圍內(nèi)來獲得高能粒子的裝置。 ⑥回旋加速器的核心 回旋加速器的核心部分是兩個 D形的金屬扁盒 ， 如圖所示。 設(shè) D 形盒的半徑為 R，由 qvB＝ mv2R得，粒子可能獲得的最大動能 Ekm＝12mvm2＝ (qBR)22m 可見：帶電粒子獲得的最大能量與 D 形盒半徑有關(guān)，由于受 D 形盒半徑 R的限制，帶電粒子在這種加速器中獲得的能量也是有限的。)的方向垂直于磁感線射入勻強(qiáng)磁場中．第一次粒子以 速度 v1 射入磁場，粒子剛好沒能從 PQ 邊界射出磁場；第二次粒子以速度 v2射入磁場，粒子剛好垂直 PQ 射出磁場．不計粒子重力， v1， v2 均為未知量，求 v1v2值． 【跟蹤發(fā)散】 長為 L的水平極板間，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，板間距離也為 L，極板不帶電．現(xiàn)有質(zhì)量為 m，電荷量為 q的帶正電粒子 (重力不計 )，從左邊極板間中點處垂直磁場以速度 v水平入射，如下圖所示．欲使粒子不打在極板上，可采用的方法是 ( ) A．使粒子速度 v＜ BqL4m B．使粒子速度 v＞ 5BqL4m C．使粒子速度 v＞ BqL4m D．使粒子速度 BqL4m ＜ v＜ 5BqL4m 【鞏固拓展訓(xùn)練 】 1．在勻強(qiáng)磁場中，一個帶電粒子做勻速圓周運動，如果粒子又垂直進(jìn)入另一個磁感應(yīng)強(qiáng)度是原來的 2 倍的勻強(qiáng)磁場中，則 ( ) A．粒子的速率加倍，周期減半 B．粒子的速率不變，軌道半徑減半 C．粒子的速率減半，軌道半徑為原來的四分之一 D．粒子的速率不變，周期減半 ， a和 b帶電荷量相同，以相同動能從 A點射入磁場，在勻強(qiáng)磁場中做圓周運
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