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(shù)(編輯修改稿)
2025-08-31 07:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(zhì)比越 小 ，所以 ＝ m B0 R 有 v＝ ， C 正確．在勻強(qiáng)磁場(chǎng) B0 中 R＝ q v 解析： 因同位素原子的化學(xué)性質(zhì)完全相同，無(wú)法用化學(xué)方 法進(jìn)行分析，故質(zhì)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(chǎng)力和洛倫茲力在粒子沿直 線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)等大反向，結(jié)合左手定則可知 B 錯(cuò)誤．再由 qE＝ qvB E B mv qB0 ， D錯(cuò)誤． 答案 ： AC 【 觸類旁通 】 2．如圖 3－ 6－ 7 所示為質(zhì)譜儀的原理圖， A 為粒子加速器； B 為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B1，其兩板 間的電壓為 U2，距離為 d； C 為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B2. 現(xiàn)有一質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的正離子經(jīng)加速后，恰好通過(guò)速 度選擇器，進(jìn)入分離器后做半徑為 R 的勻 速圓周運(yùn)動(dòng)，求： (1)離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器的速度 v； (2)離子加速器的電壓 U1； (3)離子在 B2 磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)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(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)力 與洛倫茲力平衡得 q＝ qvB1 U d 所以 v＝ U2 B1d . (2)粒子經(jīng)加速電場(chǎng) U1 加速，獲得速度 v，由動(dòng)能定理得 qU1＝ mv2 (3)粒子在 B2 中做圓周運(yùn)動(dòng)，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(shí)點(diǎn) 3 回旋加速器 1．用途：使帶電粒子獲得高能量，用來(lái)探索微觀世界的 奧秘，用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等方面． 2．構(gòu)造：回旋加速器的核心部分是放置 在磁場(chǎng)中的兩個(gè) 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(gè) D形金屬盒 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 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(chǎng)加速，磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)的儀 器，洛倫茲力對(duì)粒子不做功． 2．周期 (1)粒子在 D 形盒中運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的周期相 同，即 T 電場(chǎng) ＝ T 回旋 ＝ 3．最大動(dòng)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(dòng)能與 q、 m、 B、 r 有關(guān)，與加速電壓無(wú)關(guān)． 【 例 3】 一回旋加速器，在外加磁場(chǎng)一定時(shí)，可把質(zhì)子 ( H) 加速到 v，使它獲得動(dòng)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(dòng) 能？ 42 11 解： (1) 設(shè)加速器 D 形盒半徑為 R ，磁感應(yīng)強(qiáng)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)
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1