洛倫茲力綜合分析1

1、洛倫茲力綜合分析洛倫茲力綜合分析核心要點突破核心要點突破v v/b bv vb b f f洛洛=0=0勻速直線運動勻速直線運動 f f洛洛= =qbvbv勻速圓周運動勻速圓周運動mvrqb2 mtqb一、利用磁場控制帶電粒子的運動一、利用磁場控制帶電粒子的運動1、2特點：只改變帶電粒子的特點：只改變帶電粒子的_，不，不改變帶電粒子的改變帶電粒子的_運動方向運動方向速度大小速度大小二、質(zhì)譜儀和回旋加速器二、質(zhì)譜儀和回旋加速器1質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀原理圖：原理圖：quqvb質(zhì)量質(zhì)量m質(zhì)量質(zhì)量同位素同位素2回旋加速器回旋加速器(1)構(gòu)造圖：如圖構(gòu)造圖：如圖353圖圖353回旋加速器的核心部件是兩個回旋加速器

2、的核心部件是兩個_.d形盒形盒不變不變特別提醒：特別提醒：(1)電子、質(zhì)子、電子、質(zhì)子、粒子等一般不計重力，帶電粒子等一般不計重力，帶電小球、塵埃、液滴等帶電顆粒一般要考慮重力小球、塵埃、液滴等帶電顆粒一般要考慮重力的作用的作用(2)注意重力、電場力做功與路徑無關(guān)，洛倫茲注意重力、電場力做功與路徑無關(guān)，洛倫茲力始終和運動方向垂直、永不做功的特點力始終和運動方向垂直、永不做功的特點課堂互動講練課堂互動講練帶電粒子在有界磁場中的運動帶電粒子在有界磁場中的運動 如圖所示，一束帶電粒子以速度如圖所示，一束帶電粒子以速度v0垂直射垂直射入磁感應(yīng)強度為入磁感應(yīng)強度為b、半徑為、半徑為r的圓形勻強磁場區(qū)域的

3、圓形勻強磁場區(qū)域中，穿透磁場時速度方向與原來入射方向的夾角中，穿透磁場時速度方向與原來入射方向的夾角是是60，則粒子的比荷是，則粒子的比荷是_，穿透磁場的，穿透磁場的時間是時間是_變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1 圖圖1是電子射線管示意圖是電子射線管示意圖.接通電源后，接通電源后，電子射線由陰極沿電子射線由陰極沿x軸方向射出軸方向射出,在熒光屏上會看到在熒光屏上會看到一條亮線一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下（要使熒光屏上的亮線向下（z軸負(fù)方向）軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是_。a加一磁場，磁場方向沿加一磁場，磁場方向沿z軸負(fù)方向軸負(fù)方向b加一磁場，磁場方向沿加一磁場，磁場

4、方向沿y軸正方向軸正方向c加一電場，電場方向沿加一電場，電場方向沿z軸負(fù)方向軸負(fù)方向d加一電場，電場方向沿加一電場，電場方向沿y軸正方向軸正方向xyzo陰極陰極電子束電子束狹縫狹縫熒光屏熒光屏陽極陽極圖圖1b變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3如圖所示，在圓形區(qū)域里，有勻如圖所示，在圓形區(qū)域里，有勻強磁場，方向如圖所示，有一束速率各不相同強磁場，方向如圖所示，有一束速率各不相同的質(zhì)子自的質(zhì)子自a點沿半徑方向射入磁場，這些質(zhì)子點沿半徑方向射入磁場，這些質(zhì)子在磁場中在磁場中()a運動時間越長的，其軌跡所對應(yīng)的圓心角運動時間越長的，其軌跡所對應(yīng)的圓心角越大越大b運動時間越長的，其軌跡越長運動時間越長

5、的，其軌跡越長c運動時間越短的，射出磁場時，速率越小運動時間越短的，射出磁場時，速率越小d運動時間越短的，射出磁場時，速度方向運動時間越短的，射出磁場時，速度方向偏轉(zhuǎn)越小偏轉(zhuǎn)越小對質(zhì)譜儀的理解和應(yīng)用對質(zhì)譜儀的理解和應(yīng)用 如圖所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示如圖所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意圖設(shè)法將某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器意圖設(shè)法將某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器a中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子變成正一價的分中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子變成正一價的分子離子分子離子從狹縫子離子分子離子從狹縫s1以很小的速度進入電壓為以很小的速度進入電壓為u

6、的加的加速電場區(qū)速電場區(qū)(初速不計初速不計)，加速后，再通過狹縫，加速后，再通過狹縫s2、s3射入磁感射入磁感應(yīng)強度為應(yīng)強度為b的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面pq.最后，最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細(xì)線若測得細(xì)線到狹縫的細(xì)線若測得細(xì)線到狹縫s3的距離為的距離為d，導(dǎo)出分子離子的，導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量質(zhì)量m的表達(dá)式的表達(dá)式【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】熟練掌握帶電粒子在電場熟練掌握帶電粒子在電場中加速和磁場中做勻速圓周運動的公式，中加速和磁場中做勻速圓周運動的公式，才能較好地解決題目

7、才能較好地解決題目回旋加速器的應(yīng)用回旋加速器的應(yīng)用 回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個能的儀器，其核心部分是兩個d形金屬盒，兩盒分別和一形金屬盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相連，以便在盒間的窄縫中形成勻強電高頻交流電源兩極相連，以便在盒間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過窄縫都得到加速，兩盒放在勻強磁場場，使粒子每次穿過窄縫都得到加速，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子電荷量為若粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為，質(zhì)

8、量為m，粒子最大回旋，粒子最大回旋半徑為半徑為rm，其運動軌跡如圖所示，問：，其運動軌跡如圖所示，問：(1)粒子在盒內(nèi)做何種運動？粒子在盒內(nèi)做何種運動？(2)所加交流電頻率應(yīng)是多大，粒子角速度為多大？所加交流電頻率應(yīng)是多大，粒子角速度為多大？(3)粒子離開加速器時速度是多大，最大動能為多少？粒子離開加速器時速度是多大，最大動能為多少？(4)設(shè)兩設(shè)兩d形盒間電場的電勢差為形盒間電場的電勢差為u，求加速到上述能量所，求加速到上述能量所需的時間需的時間(不計粒子在電場中運動的時間不計粒子在電場中運動的時間)【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】求解此題應(yīng)注意以下兩點：求解此題應(yīng)注意以下兩點：(1)交流電的周期與粒

9、子做圓周運動的周期相同交流電的周期與粒子做圓周運動的周期相同回旋加速器才能正常工作回旋加速器才能正常工作(2)根據(jù)勻速圓周運動知識求出粒子最大速度的根據(jù)勻速圓周運動知識求出粒子最大速度的表達(dá)式，再據(jù)此判斷它與何物理量有關(guān)表達(dá)式，再據(jù)此判斷它與何物理量有關(guān)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4用回旋加速器來加速質(zhì)子，為了用回旋加速器來加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動能增加為原來的使質(zhì)子獲得的動能增加為原來的4倍，原則上倍，原則上可以采用下列哪幾種方法可以采用下列哪幾種方法()a將其磁感應(yīng)強度增大為原來的將其磁感應(yīng)強度增大為原來的2倍倍b將其磁感應(yīng)強度增大為原來的將其磁感應(yīng)強度增大為原來的4倍倍c將將d形盒的半徑增大為原來的形盒的半徑增大為原來的2倍倍d將將d形盒的半徑增大為原來的形盒的半徑增大為原來的4倍倍20221212mvmvdeq在圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強度為在圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強度為e的勻強電場和磁感強度為的勻強電場和磁感強度為b的勻強磁場已知從左方的勻強磁場已知從左方水平射入的電子，穿過這區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)重力水平射入的電子，穿過這區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)重力可以忽略不計，則在這區(qū)域中可以忽略不計，則在這區(qū)域中和和b的方向可能是的方向可能是（ ）a、e和和b都沿水