第1章 第3节　洛伦兹力的应用—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册同步学案

第3节　洛伦兹力的应用 学习目标：1.[科学思维]知道洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。　2.[物理观念]知道电偏转和磁偏转，知道显像管的构造和原理。　3.[科学态度与责任]知道质谱仪和回旋加速器的构造、原理以及用途。 阅读本节教材，回答第16页“问题”并梳理必要知识点。 教材P16问题提示：带电粒子在磁场中的偏转。 一、显像管 1．电偏转：利用电场改变带电粒子的运动方向称为电偏转。 2．磁偏转：利用磁场改变带电粒子的运动方向称为磁偏转。 3．显像管的构造和原理 (1)构造：如图所示，电视显像管由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。 (2)原理：电子枪发出的电子，经电场加速形成电子束，在水平偏转线圈和竖直偏转线圈产生的不断变化的磁场作用下，运动方向发生偏转，实现扫描，在荧光屏上显示图像。 二、质谱仪 1．原理图：如图所示。 质谱仪原理示意图 2．加速：带电离子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得： qU＝eq \f(1,2)mv2。 ① 3．偏转：离子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 qvB＝eq \f(mv2,r)。 ② 由①②两式可以求出离子的半径r＝eq \f(mv,qB)、质量m＝eq \f(qB2r2,2U)、比荷eq \f(q,m)＝eq \f(2U,r2B2)等。 4．质谱仪的应用：可以分析比荷和测定离子的质量。 三、回旋加速器 1．构造图：如图所示。 回旋加速器原理示意图 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交变电压。 作用：带电粒子经过该区域时被加速。 (2)磁场的特点及作用 特点：D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。 作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，从而改变运动方向，半个周期后再次进入电场。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)显像管中的电子束受水平、竖直两个方向的磁场作用。 (√) (2)回旋加速器中起加速作用的是磁场。 (×) (3)回旋加速器中起加速作用的是电场，所以加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大。 (×) (4)质谱仪可以分析同位素。 (√) (5)离子进入质谱仪的偏转磁场后洛伦兹力提供向心力。 (√) 2．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图。电流方向如图所示，试判断正对读者而来的电子束将向哪边偏转(　　) A．向上 B