高二上學期物理：選修3-1-35-洛倫茲力應用課件

3.5洛倫茲力的應用3.5洛倫茲力的應用3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定磁場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質子，α粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和洛侖磁力相比在小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定磁1、圓周運動的半徑2、圓周運動的周期復習回顧1、圓周運動的半徑2、圓周運動的周期復習回顧可見：對于一定的帶電粒子。可以通過調(diào)節(jié)B和V0的大小來控制粒子的偏轉角度。偏轉角磁偏轉的特點：只改變速度的方向，不改變速度的大小。一、利用磁場控制帶電粒子運動可見：對于一定的帶電粒子。可以通過調(diào)節(jié)B和V0的大小來控制粒αα偏轉角弦切角圓心角結論：（1）偏轉角等于圓心角。（2）弦切角等于圓心角的一半。一、利用磁場控制帶電粒子運動αα偏轉角弦切角圓心角結論：（1）偏轉角等于圓心角。一、

速度選擇器（1）只選擇速度，不選擇粒子（質量、電量、電性）；2.特點：（2）其中的E、B的方向不僅互相垂直，且還有確定的關系；（3）速度選擇器中的粒子只能沿一個確定的方向通過。1.原理：

在如圖所示的平行板器件中，電場強度和磁感應強度相互垂直，具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫速度選擇器。＋＋＋＋＋＋－－－－－－B擋板速度選擇

洛倫茲力大于電場力，帶電粒子向洛倫茲力方向偏轉，電場力將做負功，動能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是曲線。(1)若V小于這一速度V0？電場力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場力方向偏轉，電場力做正功，動能將增大，洛倫茲力也將增大,軌跡是曲線。(2)若V大于這一速度VO？

速度選擇器原理：＋＋＋＋＋＋－－－－－－B擋板洛倫茲力大于電場力，帶電粒子向洛倫茲力方向偏轉，電場力將做1.作用：測定帶電粒子荷 質比的儀器。2.結構：3.工作原理：（1）加速：動能定理（2）速度選擇：（3）偏轉：（4）測量：

二、質譜儀測質量：1.作用：測定帶電粒子荷 質比的儀器。2.結構：高二上學期物理：選修3-1-35-洛倫茲力應用課件1．加速原理：利用加速電場對帶電粒子做正功使帶電粒子的動能增加，qU=Ek2．直線加速器，多級加速如圖所示是多級加速裝置的原理圖：三、加速器（一）、直線加速器由動能定理得:帶電粒子經(jīng)n極的電場加速后增加的動能為：…1．加速原理：利用加速電場對帶電粒子做正功使帶電粒子的動能增缺點：直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空 間范圍內(nèi)制造直線加速器受到一定的限制．1966年建成的美國斯坦福電子直線加速器管長3050米.

直線加速器占地太大，能不能讓它小一點？缺點：直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空 間范圍內(nèi)制造勞倫斯（1901－1958）：美國物理學家勞倫斯（1901－1958）：美國物理學家高二上學期物理：選修3-1-35-洛倫茲力應用課件回旋加速器

加速條件：交流電源的周期與帶電粒子在勻強 磁場中做勻速圓周運動的周期相同.結構：兩個D

形金屬扁盒，在其上加有磁場和交變的電場，兩個

D形盒縫隙中心附近有離子源?；匦铀倨骷铀贄l件：交流電源的周期與帶電粒子在勻強 回旋加速器1.兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場。3.粒子回旋的周期不隨半徑改變。讓電場方向變化的周期與粒子回旋的周期一致，從而保證粒子始終被加速。2.電場使粒子加速（電場加速過程中,時間極短,可忽略），磁場使粒子回旋（勻速圓周運動）?；匦铀倨?.兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××U~BU~AA’BB’A1A’1B1B’1++回旋加速器的原理××××××××××××××××××××××××××××××4.帶電粒子的最高能量與哪些因素有關？,,可見：帶電粒子一定的條件下，其獲得的最大能量 取決于：D形盒的半徑R，磁感應強度B.那么粒子獲得的最大能量為：為粒子運動的最大速度根據(jù)形盒的半徑帶電粒子做圓周運動的半徑最大只能等于圓注意：加速電壓小，多轉幾圈。電壓大，少轉幾圈。4.帶電粒子的最高能量與哪些因素有關？,,可見：帶電粒子一定5.加速的次數(shù)N6.（1）加速粒子在磁場中運動的時間

（2）加速粒子電場中運動的時間t>>t加注意：（在加速電場中相當于“勻加速直線運動”）5.加速的次數(shù)N6.（1）加速粒子在磁場中運動的時間（已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電壓為U，求：從出口射出時，粒子的速度v=?DV=？UB解：當粒子從D形盒出口飛出時，粒子的運動半徑=D形盒的半徑已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電壓為U，求:(1)從出口射出時，粒子的動能Ek=?(2)要增大粒子的最大動能可采取哪些措施?DV=？UB已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電高二上學期物理：選修3-1-35-洛倫茲力應用課件思考：回旋加速器能不能無限提高粒子的能量？答：據(jù)相對論理論知識，粒子速度被加速到接近光速，質量明顯增強，周期也增加，破壞了回旋加速器的同步條件。思考：回旋加速器能不能無限提高粒子的能量？答：據(jù)相對論理論知

目前世界上最大的回旋加速器在美國費米加速實驗室，環(huán)形管道的半徑為2公里。產(chǎn)生的高能粒子能量為5000億電子伏特。目前世界上最大的回旋加速器在美國費米加速實驗室，環(huán)形北京正負電子對撞機改造后的直線加速器北京正負電子對撞機改造后的直線加速器在磁場中做圓周運動,周期不變。每一個周期加速兩次。電場的周期與粒子在磁場中做圓周運動周期相同。電場一個周期中方向變化兩次。B不變時：某一個粒子能被加速的最大速度由盒的半徑?jīng)Q定。電場加速過程中,時間極短,可忽略?；匦铀倨鳌Y論在磁場中做圓周運動,周期不變?；匦铀倨鳌Y論例2:關于回旋加速器中電場和磁場的作用的敘述，正確的是()A、電場和磁場都對帶電粒子起加速作用B、電場和磁場是交替地對帶電粒子做功的C、只有電場能對帶電粒子起加速作用D、磁場的作用是使帶電粒子在D形盒中做勻速圓周運動CD例1：在兩平行金屬板間有正交的勻強電場和勻強磁場，一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入場中，射出時粒子的動能減少了，為了使粒子射出時動能增加，在不計重力的情況下，可采取的辦法是：A.增大粒子射入時的速度B.減小磁場的磁感應強度C.增大電場的電場強度D.改變粒子的帶電性質

BC例2:關于回旋加速器中電場和磁場的作用的敘述，正確的是(

3.5洛倫茲力的應用3.5洛倫茲力的應用3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定磁場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質子，α粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和洛侖磁力相比在小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定磁1、圓周運動的半徑2、圓周運動的周期復習回顧1、圓周運動的半徑2、圓周運動的周期復習回顧可見：對于一定的帶電粒子?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)B和V0的大小來控制粒子的偏轉角度。偏轉角磁偏轉的特點：只改變速度的方向，不改變速度的大小。一、利用磁場控制帶電粒子運動可見：對于一定的帶電粒子?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)B和V0的大小來控制粒αα偏轉角弦切角圓心角結論：（1）偏轉角等于圓心角。（2）弦切角等于圓心角的一半。一、利用磁場控制帶電粒子運動αα偏轉角弦切角圓心角結論：（1）偏轉角等于圓心角。一、

速度選擇器（1）只選擇速度，不選擇粒子（質量、電量、電性）；2.特點：（2）其中的E、B的方向不僅互相垂直，且還有確定的關系；（3）速度選擇器中的粒子只能沿一個確定的方向通過。1.原理：

在如圖所示的平行板器件中，電場強度和磁感應強度相互垂直，具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫速度選擇器。＋＋＋＋＋＋－－－－－－B擋板速度選擇

洛倫茲力大于電場力，帶電粒子向洛倫茲力方向偏轉，電場力將做負功，動能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是曲線。(1)若V小于這一速度V0？電場力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場力方向偏轉，電場力做正功，動能將增大，洛倫茲力也將增大,軌跡是曲線。(2)若V大于這一速度VO？

速度選擇器原理：＋＋＋＋＋＋－－－－－－B擋板洛倫茲力大于電場力，帶電粒子向洛倫茲力方向偏轉，電場力將做1.作用：測定帶電粒子荷 質比的儀器。2.結構：3.工作原理：（1）加速：動能定理（2）速度選擇：（3）偏轉：（4）測量：

二、質譜儀測質量：1.作用：測定帶電粒子荷 質比的儀器。2.結構：高二上學期物理：選修3-1-35-洛倫茲力應用課件1．加速原理：利用加速電場對帶電粒子做正功使帶電粒子的動能增加，qU=Ek2．直線加速器，多級加速如圖所示是多級加速裝置的原理圖：三、加速器（一）、直線加速器由動能定理得:帶電粒子經(jīng)n極的電場加速后增加的動能為：…1．加速原理：利用加速電場對帶電粒子做正功使帶電粒子的動能增缺點：直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空 間范圍內(nèi)制造直線加速器受到一定的限制．1966年建成的美國斯坦福電子直線加速器管長3050米.

直線加速器占地太大，能不能讓它小一點？缺點：直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空 間范圍內(nèi)制造勞倫斯（1901－1958）：美國物理學家勞倫斯（1901－1958）：美國物理學家高二上學期物理：選修3-1-35-洛倫茲力應用課件回旋加速器

加速條件：交流電源的周期與帶電粒子在勻強 磁場中做勻速圓周運動的周期相同.結構：兩個D

形金屬扁盒，在其上加有磁場和交變的電場，兩個

D形盒縫隙中心附近有離子源?；匦铀倨骷铀贄l件：交流電源的周期與帶電粒子在勻強 回旋加速器1.兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場。3.粒子回旋的周期不隨半徑改變。讓電場方向變化的周期與粒子回旋的周期一致，從而保證粒子始終被加速。2.電場使粒子加速（電場加速過程中,時間極短,可忽略），磁場使粒子回旋（勻速圓周運動）?；匦铀倨?.兩D形盒中有勻強磁場無電場，盒間縫隙有交變電場××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××U~BU~AA’BB’A1A’1B1B’1++回旋加速器的原理××××××××××××××××××××××××××××××4.帶電粒子的最高能量與哪些因素有關？,,可見：帶電粒子一定的條件下，其獲得的最大能量 取決于：D形盒的半徑R，磁感應強度B.那么粒子獲得的最大能量為：為粒子運動的最大速度根據(jù)形盒的半徑帶電粒子做圓周運動的半徑最大只能等于圓注意：加速電壓小，多轉幾圈。電壓大，少轉幾圈。4.帶電粒子的最高能量與哪些因素有關？,,可見：帶電粒子一定5.加速的次數(shù)N6.（1）加速粒子在磁場中運動的時間

（2）加速粒子電場中運動的時間t>>t加注意：（在加速電場中相當于“勻加速直線運動”）5.加速的次數(shù)N6.（1）加速粒子在磁場中運動的時間（已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電壓為U，求：從出口射出時，粒子的速度v=?DV=？UB解：當粒子從D形盒出口飛出時，粒子的運動半徑=D形盒的半徑已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電壓為U，求:(1)從出口射出時，粒子的動能Ek=?(2)要增大粒子的最大動能可采取哪些措施?DV=？UB已知D形盒的直徑為D，勻強磁場的磁感應強度為B，交變電壓的電高二上學期物理：選修3-1-35-洛倫茲力應用課件思考：回旋加速器能不能無限