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(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破v v/b bv vb b f f洛洛=0=0勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng) f f洛洛= =qbvbv勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)mvrqb2 mtqb一、利用磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)一、利用磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)1、2特點(diǎn)：只改變帶電粒子的特點(diǎn)：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(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)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(gè)回旋加速器

2、的核心部件是兩個(gè)_.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(jì)重力，帶電粒子等一般不計(jì)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(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，洛倫茲注意重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，洛倫茲力始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直、永不做功的特點(diǎn)力始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直、永不做功的特點(diǎn)課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 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(qiáng)度為入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、半徑為、半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的

3、圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與原來(lái)入射方向的夾角中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與原來(lái)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(chǎng)的，穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是時(shí)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(huì)看到在熒光屏上會(huì)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(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向軸負(fù)方向b加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)

4、方向沿y軸正方向軸正方向c加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向軸負(fù)方向d加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿加一電場(chǎng)，電場(chǎng)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(yáng)極陽(yáng)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(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示，有一束速率各不相同強(qiáng)磁場(chǎng)，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(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)，這些質(zhì)子點(diǎn)沿半徑方向射入磁場(chǎng)，這些質(zhì)子在磁場(chǎng)中在磁場(chǎng)中()a運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的，其軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的，其軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角越大越大b運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的，其軌跡越長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)

5、的，其軌跡越長(zhǎng)c運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短的，射出磁場(chǎng)時(shí)，速率越小運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短的，射出磁場(chǎng)時(shí)，速率越小d運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短的，射出磁場(chǎng)時(shí)，速度方向運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短的，射出磁場(chǎng)時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)越小偏轉(zhuǎn)越小對(duì)質(zhì)譜儀的理解和應(yīng)用對(duì)質(zhì)譜儀的理解和應(yīng)用 如圖所示是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示如圖所示是測(cè)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(jī)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(jī)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(gè)電子變成正一價(jià)的分中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成正一價(jià)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(jìn)入電壓為以很小的速度進(jìn)入電壓為u

6、的加的加速電場(chǎng)區(qū)速電場(chǎng)區(qū)(初速不計(jì)初速不計(jì))，加速后，再通過(guò)狹縫，加速后，再通過(guò)狹縫s2、s3射入磁感射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)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(cè)得細(xì)線到狹縫的細(xì)線若測(cè)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(chǎng)熟練掌握帶電粒子在電場(chǎng)中加速和磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的公式，中加速和磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的儀器，其核心部分是兩個(gè)能的儀器，其核心部分是兩個(gè)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(qiáng)電高頻交流電源兩極相連，以便在盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使粒子每次穿過(guò)窄縫都得到加速，兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)，使粒子每次穿過(guò)窄縫都得到加速，兩盒放在勻強(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，中，磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，問(wèn)：，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，問(wèn)：(1)粒子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)？粒子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動(dòng)？(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(shí)速度是多大，最大動(dòng)能為多少？粒子離開加速器時(shí)速度是多大，最大動(dòng)能為多少？(4)設(shè)兩設(shè)兩d形盒間電場(chǎng)的電勢(shì)差為形盒間電場(chǎng)的電勢(shì)差為u，求加速到上述能量所，求加速到上述能量所需的時(shí)間需的時(shí)間(不計(jì)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不計(jì)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(diǎn)：求解此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)交流電的周期與粒

9、子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同交流電的周期與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)知識(shí)求出粒子最大速度的根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)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(lái)加速質(zhì)子，為了用回旋加速器來(lái)加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動(dòng)能增加為原來(lái)的使質(zhì)子獲得的動(dòng)能增加為原來(lái)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(qiáng)度增大為原來(lái)的將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍倍b將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的4倍倍c將將d形盒的半徑增大為原來(lái)的形盒的半徑增大為原來(lái)的2倍倍d將將d形盒的半徑增大為原來(lái)的形盒的半徑增大為原來(lái)的4倍倍20221212mvmvdeq在圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為在圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為e的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)已知從左方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)已知從左方水平射入的電子，穿過(guò)這區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)重力水平射入的電子，穿過(guò)這區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)重力可以忽略不計(jì)，則在這區(qū)域中可以忽略不計(jì)，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