全程设计 第一章 安培力与洛伦滋力 4质谱仪与回旋加速器
第一章 安培力与洛伦兹力 4 质谱仪与回旋加速器
素养·目标定位 课前·基础认知 课堂·重难突破 模型方法·素养提升 随堂训练
素养·目标定位 课前·基础认知 课堂·重难突破 模型方法·素养提升 随 堂 训 练
导航 素养·目标定位 目标素养 1.能够分析带电粒子在匀强磁场中的受力及运动问题。 2.了解质谱仪和回旋加速器的工作原理
导航 目 标 素 养 1.能够分析带电粒子在匀强磁场中的受力及运动问题。 2.了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。 素养·目标定位
知识概览 导航 质谱仪 带电粒子在匀强 应用 磁场中的运动 回旋加速器
知 识 概 览 导航
导航 课前·基础认知 一、质谱仪 1.运动过程。 (1)带电粒子经过电压U的加速电场加速，由动能定理得 (2)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动， 圆周的半径为铝 ②，由①②得=
导航 一、质谱仪 1.运动过程。 (1)带电粒子经过电压 U 的加速电场加速,由动能定理得 qU =𝟏𝟐 mv 2 ①。 (2)垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,做匀速圆周运动, 圆周的半径为 r=𝒎 𝒗 𝒒 𝑩 ②,由①②得 r= 𝟏𝑩 𝟐 𝒎 𝑼 𝒒 。 课前 ·基础认知
导航 2.从离子打在底片上的位置可以测出圆周的半径，进而可以 算出离子的
导航 2.从离子打在底片上的位置可以测出圆周的半径,进而可以 算出离子的 比荷
微思考质谱仪原理示意图如图所示。 设粒子质量为m、电荷量为g,加速电 场电压为U,偏转磁场的磁感应强度 为B。粒子从容器A下方的小孔S飘 7674737270 入加速电场，其初速度几乎为0。则粒 子进入磁场时的速度是多大？打在底 片上的位置到S3的距离多大？ 答案： 2qU 2mU m B q
导航 微思考质谱仪原理示意图如图所示。 设粒子质量为 m、电荷量为 q ,加速电 场电压为 U,偏转磁场的磁感应强度 为 B。粒子从容器 A下方的小孔 S 1 飘 入加速电场 ,其初速度几乎为 0。则粒 子进入磁场时的速度是多大 ?打在底 片上的位置到 S 3的距离多大 ? 答案: 𝟐 𝒒 𝑼𝒎 𝟐𝑩 𝟐 𝒎 𝑼 𝒒
解析：带电粒子经加速电场U加速，然后经过S,沿着与磁场垂 直的方向进入匀强磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动， 最后打到照相底片D上。由动能定理知qU之，粒子进入磁场 时的速度大小为= 在碳场中运动的轨道半径为 2mU B 所以打在底片上的位置到S,的距离为后、 2m g
导航 解析:带电粒子经加速电场U加速,然后经过S3沿着与磁场垂 直的方向进入匀强磁场,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动, 最后打到照相底片 D 上。由动能定理知 qU=𝟏 𝟐 mv2 ,粒子进入磁场 时的速度大小为 v= 𝟐𝒒𝑼 𝒎 。在磁场中运动的轨道半径为 r= 𝟏 𝑩 𝟐𝒎𝑼 𝒒 , 所以打在底片上的位置到 S3的距离为𝟐 𝑩 𝟐𝒎𝑼 𝒒
导航 二、回旋加速器 1.构造图。 B 接交流电源
导航 二、回旋加速器 1.构造图
导期 2.工作原理 (1)电场的特点及作用。 特点：两个中空的半圆金属盒之间的窄缝区域存在一定的 作用：带电粒子经过该区域时被 (2)磁场的特点及作用 特点：两个半圆盒处于与盒面垂直的 磁场中。 作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做 运动，从 而改变 半个周期后再次进入电场
导航 2.工作原理。 (1)电场的特点及作用。 特点:两个中空的半圆金属盒之间的窄缝区域存在一定的 电势差 。 作用:带电粒子经过该区域时被 加速 。 (2)磁场的特点及作用。 特点:两个半圆盒处于与盒面垂直的 匀强 磁场中。 作用:带电粒子在洛伦兹力作用下做 匀速圆周 运动,从 而改变 运动方向 ,半个周期后再次进入电场