新課標(biāo)教科版3-1選修三35洛倫茲力的應(yīng)用2-文庫吧資料
2024-12-17 06:50本頁面
【正文】 勞倫斯獲諾貝爾物理獎．那么回旋加速器的工作原理是什么呢？ 教師講解回旋加速器的原理，其間 應(yīng)使學(xué)生明白下面兩個問題： （ 1）在狹縫 A′A′與 AA之間，有方向不斷做周期變化的電場，其 作用是當(dāng)粒子經(jīng)過狹縫時，電源恰好提供正向電壓，使粒子在電場中加速．狹縫的兩側(cè)是勻強(qiáng)磁場，其作用是當(dāng)被加速后的粒子射入磁場后，做圓運(yùn)動，經(jīng)半個 圓周又回到狹縫處，使之射入電場再次加速． （ 2）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑與速率成正比，隨著每次 加速，半徑不斷增大，而粒子運(yùn)動的周期與半徑、速率無關(guān)，所以每隔相 同的時間（半個周期）回到狹縫處，只要電源以相同的周期變化其方向，就 可使粒子每到狹縫處剛好得到正向電壓而加速． 縫狹窄的原因是粒子每次過狹縫的時間是變化的，距離短可以使經(jīng)過縫中電場的時間短到可以忽略不計。定圓心可通過圓心必定在與速度垂直的線上，必定在圓周兩點(diǎn)的垂直平分線上。 一般粒子的速度是通過電壓加速獲得的，下面我們在黑板圖上加一個加速電壓． 要 使帶正 電的粒子加速，則哪板接正極，哪板接負(fù)極？ —— 左板接正，右板接負(fù)．若加速電壓為 U，粒子帶電量為 q，質(zhì)量為 m，勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度為 B．大致畫出正粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡、圓心位置，求出半徑大?。▽W(xué)生練習(xí)，教師巡視，學(xué)生回答，畫 出正粒子的運(yùn)動軌跡） 可得： 從 這個 公 式 中 有什么發(fā)現(xiàn)嗎？ —— 只要測出加速電壓、磁感強(qiáng)度及偏轉(zhuǎn)半徑，就可測定粒子的電量和質(zhì)量比．我們把粒子的電量和質(zhì)量比叫做粒子的荷質(zhì)比，質(zhì)譜儀就是利用這個原理來測定粒子的荷質(zhì)比的，很多同位素就是在質(zhì)譜儀中首先被發(fā)現(xiàn)的． 參書 P141/分析 例 3： 如圖所示，在 y＜ 0 的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于 xOy 平面并指向紙面外，磁感 應(yīng) 強(qiáng)度為 B，一帶正電的粒子以速度v0 從 O 點(diǎn)射 入磁場，入射 方向在 xOy 平面內(nèi)，與 x軸正向的夾角為 置與 O 點(diǎn)距離為 1，求該粒子的電量和質(zhì)量之比 q /m.(2021 年全國高 考試題 )答案 : lBsin2v0 ? 例 4： 如圖， 在兩長為 L，間距為 d的平行板之間有勻強(qiáng)磁場 B，一 個 電子從 a板的邊緣以平行于板的速度 垂直進(jìn)入磁場區(qū)域， 求要 使粒子不打在板上，求粒子的速度范圍和在板間運(yùn)動的時間。 A． 電子將向右 偏轉(zhuǎn)，速率不變 B．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變 Ｃ．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變 Ｄ．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變 3. 帶電粒子在磁場中運(yùn)動的規(guī)律在生活和生產(chǎn)中的實際應(yīng)用 —— 主要通過例題來引導(dǎo)學(xué)生理解 例 1：書 P142/1 通過該題了解不同粒子的質(zhì)量和電量可以用元電荷的倍數(shù)和相對原子質(zhì)量的倍數(shù)來表示（即化學(xué)上所說的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)）這樣有利于比值的計算。 ③ 如果粒子進(jìn)入了非勻強(qiáng)的磁場區(qū)域，又該做什么樣的運(yùn)動。 例： 一帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中 .沿著磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向運(yùn)動，現(xiàn)將該磁場的磁感 應(yīng)強(qiáng)度增大 1 倍，則帶電粒子受到的洛倫茲力 ( ).
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