1.3 洛伦兹力的应用 学案-2021-2022学年高二下学期鲁科版（2019）选择性必修第二册

第3节　洛伦兹力的应用 学案 学习目标： 1..知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理． 2.知道质谱仪和回旋加速器的构造、原理以及用途。 基础知识： 一．显像管的构造：如图所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成． 显像管的原理 (1)电子枪发射高速电子． (2)电子束在磁场中偏转． (3)荧光屏被电子束撞击时发光． 扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动． 二、质谱仪 1．质谱仪构造：主要构件有加速电场、偏转磁场和照相底片． 2．运动过程(如图) (1)带电粒子经过电压为U的加速电场加速，qU＝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＝ 3．分析：从粒子打在底片D上的位置可以测出圆周的半径r，进而可以算出粒子的比荷． 三、回旋加速器 1．回旋加速器的构造：两个D形盒，两D形盒接交流电源，D形盒处于垂直于D形盒的匀强磁场中，如图. 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周期性变化的电场． 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，半个圆周后再次进入电场． 重难点理解： 1、 对质谱仪工作原理的理解 速度选择器只选择粒子的速度(大小和方向)而不选择粒子的质量、电荷量和电性。 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 2．偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，qvB＝，l＝2r，由以上两式可得 r＝。＝，，m＝ 3．由上式可以求出粒子运动轨迹的半径r、质量m、比荷可知，电荷量相同时，半径将随质量的变化而变化． 等．由r＝ 典例1、如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器内有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直磁场边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力，下列说法中正确的是(　　) A