【金識(shí)源】2015年粵教版選修3-1物理課件：第3章-磁場(chǎng)《洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)》

高中物理·選修3-1·粵教版第三章磁場(chǎng)學(xué)案5洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)123學(xué)案5洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)理解帶電粒子在B與v垂直時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).會(huì)推導(dǎo)帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期，并用它解答有關(guān)問題.知道盤旋加速器和質(zhì)譜儀的構(gòu)造和原理.學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)如下圖的裝置是用來掩飾電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的裝置．(1)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如何？加上磁場(chǎng)時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如何？(2)如果保持出射電子的速度不變，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，軌跡圓半徑如何變化？如果保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，增大出射電子的速度，圓半徑如何變化？答案(1)一條直線一個(gè)圓周

(2)減小增大學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)二、質(zhì)譜儀學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)三、盤旋加速器1．盤旋加速器主要由哪幾局部組成？盤旋加速器中磁場(chǎng)和電場(chǎng)分別起什么作用？答案兩個(gè)D形盒、強(qiáng)電磁鐵、交變電源、粒子源、引出裝置等．磁場(chǎng)的作用是使帶電粒子盤旋，電場(chǎng)的作用是使帶電粒子加速．2．對(duì)交流電源的周期有什么要求？帶電粒子獲得的最大動(dòng)能由哪些因素決定？學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)學(xué)案6

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)[要點(diǎn)提煉]1．盤旋加速器中交流電源的周期等于帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期．[延伸思考]為什么帶電粒子加速后的最大動(dòng)能與加速電壓無關(guān)呢？答案加速電壓高時(shí)，粒子在加速器中旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)較少，而加速電壓低時(shí),粒子在加速器中旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)較多,最終粒子離開加速器時(shí)的速度與加速電壓無關(guān).學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)四、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的分析1．圓心確實(shí)定方法：兩線定一點(diǎn)(1)圓心一定在垂直于速度的直線上．如圖甲所示，入射點(diǎn)P(或出射點(diǎn)M)的速度方向，可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作速度的垂線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓心．(2)圓心一定在弦的中垂線上．如圖乙所示，作P、M連線的中垂線，與其中一個(gè)速度的垂線的交點(diǎn)為圓心．OO學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)2．半徑確實(shí)定半徑的計(jì)算一般利用幾何知識(shí)解直角三角形．做題時(shí)一定要做好輔助線，由圓的半徑和其他幾何邊構(gòu)成直角三角形．3．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間確實(shí)定學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)一、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的根本問題學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)二、對(duì)質(zhì)譜儀和盤旋加速器原理的理解例2(單項(xiàng)選擇)如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖,帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．以下表述錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小qEqvBqvB＝Eq,得：v=E/BD學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)例3盤旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動(dòng)能的儀器，其核心局部是兩個(gè)D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒內(nèi)的狹縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使粒子每次穿過狹縫時(shí)都得到加速，兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，假設(shè)粒子源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大盤旋半徑為Rmax.求：(1)粒子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)；(2)所加交變電流頻率及粒子角速度；(3)粒子離開加速器時(shí)的最大速度及最大動(dòng)能．解析(1)帶電粒子在盒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每次加速之后半徑變大．學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)方法點(diǎn)撥盤旋加速器中粒子每旋轉(zhuǎn)一周被加速兩次，粒子射出時(shí)的最大速度(動(dòng)能)由磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒的半徑?jīng)Q定，與加速電壓無關(guān).三、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題例4如下圖，一束電荷量為e的電子以垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B并垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向和原來射入方向的夾角為θ＝60°，求電子的質(zhì)量和穿越磁場(chǎng)的時(shí)間．Oθr：v，可用t=l/v求時(shí)間學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：應(yīng)用質(zhì)譜儀盤旋加速器圓周運(yùn)動(dòng)問題分析方法：確定圓心、半徑學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)儲(chǔ)備學(xué)習(xí)探究典例精析自我檢測(cè)課堂小結(jié)1．(對(duì)盤旋加速器原理的理解)(雙選)在盤旋加速器中 ()A．電場(chǎng)用來加速帶電粒子，磁場(chǎng)那么使帶電粒子盤旋B．電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)用來加速帶電粒子C．磁場(chǎng)相同的條件下，盤旋加速器的半徑越大，那么帶電粒子獲得的動(dòng)能越大D．同一帶電粒子獲得的最大動(dòng)能只與交流電壓的大小有關(guān)，而與交流電壓的頻率無關(guān)f永不做功AC2.(帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題)(單項(xiàng)選擇)如下圖，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界線SP∥MN，速率不同的同種帶電粒子從S點(diǎn)沿SP方向同時(shí)射入磁場(chǎng)．其中穿過a點(diǎn)的粒子速度v1與MN垂直；穿過b點(diǎn)的粒子速度v2與MN成60°角，設(shè)粒子從S到a、b所需時(shí)間