20xx_20xx學(xué)年第5章磁場與回旋加速器56洛倫茲力與現(xiàn)代科技學(xué)案滬科版選修(編輯修改稿)
2025-01-14 15:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 速度為 vm＝qBRm ，故最大動能 Ekm＝ 12mv2m＝ q2B2R22m . 【答案】 (1)見解析 (2)勻速圓周運動 (3) qB2π m qBm (4)qBRm q2B2R22m 分析回旋加速器應(yīng)注意的問題 (1)洛倫茲力永不做功，磁場的作用是讓帶電粒子 “ 轉(zhuǎn)圈圈 ” ，電場的作用是加速帶電粒子． (2)兩 D 形盒狹縫所加的是與帶電粒子做勻速圓周運動周期相同的交流電，且粒子每次 過狹縫時均為加速電壓． (3)若將粒子在電場中的運動合起來看，可等效為勻加速直線運動，末速度由 r＝ mvqB得到，加速度由 a＝ qUdm得到 (d為兩 D形盒間距 )，則 t1＝ va＝ BdrU . 質(zhì) 譜 儀 [先填空 ] 1．原理圖及特點 如圖 5173。6173。6 所示， S1與 S2之間為 加速 電場； S2與 S3之間的裝置叫 速度 選擇器，它要求 E與 B1垂直 且 E方向向右時， B1垂直紙面 向外 (若 E反向， B1也必須 反向 )； S3下方為 偏轉(zhuǎn) 磁場． 圖 5173。6173。6 2．工作原理 (1)加速 帶電粒子進入加速電場后被加速，由動能定理有 qU＝ 12mv2. (2)速度選擇 通過調(diào)節(jié) E和 B1的大小，使速度 v＝ EB1的粒子進入 B2區(qū)． (3)偏轉(zhuǎn) R＝ mvqB2?qm＝ vRB2＝ 2EB1B2L. 3． 應(yīng)用 常用來測定帶電粒子的 比荷 (也叫 荷質(zhì)比 )和分析 同位素 等． [再判斷 ] 1．比荷不同的帶電粒子通過速度選擇器的速度不同． () 2．電量相同而質(zhì)量不同的帶電粒子，以相同的速度進入勻強磁場后，將沿著相同的半徑做圓周運動． () 3．利用質(zhì)譜儀可以檢測化學(xué)物質(zhì)或核物質(zhì)中的同位素和不同成分． (√) [后思考 ] 什么樣的粒子打在質(zhì)譜儀顯示屏上的位置會不同？位置的分布有什么規(guī)律？ 【提示】 速度相同，比荷不同的粒子打在質(zhì)譜儀顯示屏上的位置不同． 根據(jù) qvB＝ mv2r ， r＝mv，偏轉(zhuǎn)半徑越?。? [合作探討 ] 探討 1：質(zhì)譜儀為什么能將不同種類的帶電粒子分辨出來？ 【提示】 將質(zhì)量不同、電荷不同的帶電粒子經(jīng)電場加速后進入偏轉(zhuǎn)磁場．各粒子由于軌道半徑不同而分離，其軌道半徑 r＝ mvqB＝ 2mEkqB ＝ 2mqUqB ＝ 1B 2mUq . 探討 2：帶電粒子在質(zhì)譜儀中的運動可分為幾個階段？遵循什么運動規(guī)律？ 【提示】 帶電粒子的運動分為三個階段： 第一階段在加速電場中加速，遵循動能定理． 第
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