带电粒子在匀强磁场中的运动.pptx

;;;预习新知　夯实基础;一、洛伦兹力的特点 由于洛伦兹力的方向总是与带电粒子速度方向_____，故洛伦兹力对粒子_______.;二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.若v∥B，洛伦兹力F＝____，带电粒子以速度v做_________运动. 2.若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_________运动. (1)向心力由_________提供，即______＝ (2)轨道半径：r＝______. (3)周期：T＝_____，T与速度v_____.;三、质谱仪 1.用途：测量带电粒子的_____和分析_______的重要工具. 2.运动过程(如图1) (1)带电粒子经过电压为U的加速电场加速，____＝ mv2. (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，r＝______，可得r＝_________.;四、回旋加速器 1.构造图(如图2所示) 2.工作原理 (1)电场的特点及作用 特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在___________的电场. 作用：带电粒子经过该区域时被_____. (2)磁场的特点及作用 特点：D形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________，_____周期后再次进入电场.;1.判断下列说法的正误. (1)运动电荷进入磁场后(无其他场)可能做匀速圆周运动，不可能做类平抛运动.(　　) (2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径跟粒子的速率成正比. (　　) (3)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道半径成正比. (　　) (4)运动电荷在匀强磁场中做圆周运动的周期随速度增大而减小.(　　);(5)因不同原子的质量不同，所以同位素在质谱仪中的轨迹半径不同. (　　) (6)利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终速度，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R.(　　);2.质子和α粒子由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的速度大小之比为________；轨道半径之比为________；周期之比为______.;启迪思维　探究重点;(1)不加磁场时，电子束的运动轨迹如何？加上磁场时，电子束的运动轨迹如何？;(2)如果保持出射电子的速度不变，增大磁感应强度，轨迹圆半径如何变化？如果保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，轨迹圆半径如何变化？;1.分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动，要紧抓洛伦兹力提供向心力，即qvB＝ . 2.同一粒子在同一磁场中做匀速圆周运动，由r＝ 知，r与v成正比；由T＝ 知，T与速度无关，与半径无关.;例1　两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动.则下列说法正确的是 A.若速率相等，则半径必相等 B.若质量相等，则周期必相等 C.若质量相等，则半径必相等 D.若动能相等，则周期必相等;解析　粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，;针对训练　(2020·岳阳市高二期中)粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电.让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里.以下四幅图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是;由于粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍， 可知甲的轨迹半径是乙的轨迹半径的2倍， 由于两粒子均带正电，由左手定则可知，B正确.;如图4所示为质谱仪原理示意图.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S1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S3的距离多大？;1.加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得 qU＝ mv2 ①;例2　(2018·全国卷Ⅲ)如图5，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求： (1)磁场的磁感应强度大小；;解析　设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，磁场的磁感应强度大小为B，;(2)甲、乙两种离子的比荷之比.;解析　设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2，射入磁场的速度为v2，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2.;;2.带电粒子获得的最大动能由哪些因素决定？如何提高粒子的最大动能？;;4.粒子被加速次数的计算：粒子在回旋加速器中被加速