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)-文庫(kù)吧資料
2025-08-10 07:35本頁(yè)面
【正文】 提供勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力． 【例 1】 如圖 3－ 6－ 2 所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B＝ T，方向垂直紙面向里．在磁場(chǎng)中的 P 點(diǎn)引入一個(gè)質(zhì)量為 m = 10 － 8 kg、帶電荷量為 q＝ 5 10－ 6 C 的正粒子，以 v＝ 10 m /s的速度垂直于磁場(chǎng)方向開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示， 不計(jì)粒子重力，磁場(chǎng)范圍足夠大． (1)請(qǐng)?jiān)趫D上大致畫出粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡． (2)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期為多大？ 圖 3－ 6－ 2 圖 3－ 6－ 3 解： (1)由左手定則可知，正粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中應(yīng)向 P 點(diǎn)上 方偏，軌跡如圖 3－ 6－ 3. (2)由 r＝ mv qB 得 r＝ m 2πm qB 由 T＝ 得 T＝ s. C． A 帶負(fù)電， B 帶正電， qA＝ 【 觸類旁通 】 1．兩個(gè)質(zhì)量相等的帶電粒子在同一勻速磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng) 方向垂直紙面向外，如圖 3－ 6－ 4 所示，若半徑 RA∶ RB＝ 1∶ 2， 速度 vA＝ vB，則 ( ) A． A 帶正電， B 帶負(fù)電， qA＝ qB 2 B． A 帶正電， B 帶負(fù)電， qA＝ 2qB qB 2 D． A 帶負(fù)電， B 帶正電， qA＝ 2qB 圖 3－ 6－ 4 帶負(fù)電；由 R＝ 解析： 粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提 供向心力，一定指向圓心，由左手定則可判斷， A 帶正電， B mv qB ， mA＝ mB， vA＝ vB，可得 qA∶ qB＝ RB∶ RA＝ 2∶ 1，即 qA＝ 2qB， B 正確． 答案： B 知識(shí)點(diǎn) 2 質(zhì)譜儀 1．用途：質(zhì)譜儀是利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)的組合來(lái)達(dá)到把電荷量 相等但質(zhì)量不同的粒子分離開來(lái)的一種儀器，是研究同位素的 重要工具，也是測(cè)定離子比荷的儀器． 2．構(gòu)造：如圖 3－ 6－ 5， A： _______、 S1 S2 S3： ______、 C： __________、 B： ______、 D： _________、 F： ___________. 圖 3－ 6－ 5 離子源 狹縫 加速電場(chǎng) 磁場(chǎng) 感光底片 速度選擇器 D 上的位置到入口處的距離為 L，則 qU＝ mv2－ 0， qvB＝ m ， 1．質(zhì)譜儀的原理 如圖 3－ 6－ 5，離子源 A 產(chǎn)生質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的正 離子 (所受重力不計(jì) )．離子出來(lái)時(shí)速度很小 (可忽略不計(jì) )，經(jīng)過(guò) 電壓為 U 的電場(chǎng)加速后進(jìn)入速度選擇器 F，速度相等的離子從 狹縫 S3 飛出，然后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓 周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期到達(dá)記錄它的照相底片 D 上，測(cè)得它在 1 v2 2 r L＝ 2r，聯(lián)立求解得 m＝ qB 2L2 8U .因此，只要知道 q、 B、 L 與 U， 就可計(jì)算出帶電粒子的質(zhì)量 m∝ L2，不同質(zhì)量的同位素 從不同處可得到分離，故質(zhì)譜儀又是分離同位素的重要儀器． 2．質(zhì)譜儀的應(yīng)用：通常用來(lái)分離同位素，可以精確測(cè)量同 位素的原子量． 有強(qiáng)度為 B0 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列表述正確的是 ( ) 圖 3－ 6－ 6 【 例 2】 (雙選 )圖 3－ 6－ 6 是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶 電粒
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