20xx優(yōu)化課堂課件：物理粵教版選修3-1-第三章-第六節(jié)--洛倫茲力與現(xiàn)代技術(編輯修改稿)
2024-08-31 07:35 本頁面
【文章內容簡介】 帶電粒子的速率 等于 E B D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫 P，粒子的荷質比越 小 ，所以 ＝ m B0 R 有 v＝ ， C 正確．在勻強磁場 B0 中 R＝ q v 解析： 因同位素原子的化學性質完全相同，無法用化學方 法進行分析，故質譜儀就成為同位素分析的重要工具， A 正確． 在速度選擇器中，帶電粒子所受電場力和洛倫茲力在粒子沿直 線運動時應等大反向，結合左手定則可知 B 錯誤．再由 qE＝ qvB E B mv qB0 ， D錯誤． 答案 ： AC 【 觸類旁通 】 2．如圖 3－ 6－ 7 所示為質譜儀的原理圖， A 為粒子加速器； B 為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應強度為 B1，其兩板 間的電壓為 U2，距離為 d； C 為偏轉分離器，磁感應強度為 B2. 現(xiàn)有一質量為 m、電荷量為 q 的正離子經加速后，恰好通過速 度選擇器，進入分離器后做半徑為 R 的勻 速圓周運動，求： (1)離子進入偏轉分離器的速度 v； (2)離子加速器的電壓 U1； (3)離子在 B2 磁場中做勻速圓周運 動的半徑 R. 圖 3－ 6－ 7 mU2 qB1B2d 解： (1)粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，由電場力 與洛倫茲力平衡得 q＝ qvB1 U d 所以 v＝ U2 B1d . (2)粒子經加速電場 U1 加速，獲得速度 v，由動能定理得 qU1＝ mv2 (3)粒子在 B2 中做圓周運動，洛 倫茲力提供向心力，有 qvB2＝ m v2 R 所以 R＝ . 1 2 所以 U 1 ＝ mU222 qB 21 d 2 . 知識點 3 回旋加速器 1．用途：使帶電粒子獲得高能量，用來探索微觀世界的 奧秘，用在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)學等方面． 2．構造：回旋加速器的核心部分是放置 在磁場中的兩個 D 形的金屬扁盒 (如圖 3－ 6 － 8 所示 )，其基本組成為： ① ______________，② __________________， ③ ______________，④ __________________， ⑤ ________________. 圖 3－ 6－ 8 粒子源 兩個 D形金屬盒 勻強磁場 高頻電源 粒子引出裝置 2πm . qB 和 Ek＝ mv 2 得 Ek＝ 1．工作原理：回旋加速器是利用電場加速，磁場偏轉的儀 器，洛倫茲力對粒子不做功． 2．周期 (1)粒子在 D 形盒中運動的軌道半徑每次都不相同，但周期 均相同． (2)高頻電源的周期與帶電粒子在 D 形盒中運動的周期相 同，即 T 電場 ＝ T 回旋 ＝ 3．最大動能 由 qvB＝ m v2 r 1 2 q2B2r 2 2m ，即粒子在回旋加 速器中獲得的最大動能與 q、 m、 B、 r 有關，與加速電壓無關． 【 例 3】 一回旋加速器，在外加磁場一定時，可把質子 ( H) 加速到 v，使它獲得動能為 Ek，則： (1)它能把 α粒子 ( He)加速到多大的速度？ (2)它能使 α粒子獲得多大的動 能？ 42 11 解： (1) 設加速器 D 形盒半徑為 R ，磁感應強度為 B . 由 q v B＝m v2R得 v ＝qBRm∝qm 所以 α 粒子獲得的速度 vα＝12v . (2)
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