1.4 质谱仪与回旋加速器（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理 选择性必修第二册（人教版2019 江苏专用）

[针对训练] :[针对训练] 1.选B根据题意找出粒子做圆周运动的圆 50 ,1.选A设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周0 心，如图所示。 90× 运动的半径为R,如图所示，由题意知，∠OO'A 设圆形磁场区战的半径为R,由几何关系可 知，带电粒子以射入磁场时，在磁场中运应文州 =30°，由图可知，粒子运动的半径R=OA= 动的轨迹半径r1=R,带电粒子以射入磁 × V3r,A正确；根据洛伦兹力提供向心力有qvB R 场时，在磁场中运动的轨迹半径”2= 、60 =m只，解得=B,B错误：粒子在磁妈 tan 2 中的运动方向偏转了60°，所以粒子在磁场中的运动时间为t =√5R,根据洛伦滋力提供向心力有qB=m ,可得v= =T=日×-CD说. rB,所以4=1- =3,B正确。 !2.解析：(1)质子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，有 2.选D画出运动轨迹，过a,点的粒子转过90°，过b,点的粒子 B=m可，解得一罗 转过60°，由周期公式T=8及1=总T可知14：4= gB 代入数据得r=1m。 3:2,D正确。 (2)设圆孤对应的圆心角为，则由几何关系可得 新知学习（三） sin0=上，H=r1-cos0) [例1]解析：(1)粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。 解得0=60°，H=0.5m。 x×、 (3)质子在磁场中转动的角度0=60°，则运动的时间为t= 60° 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提 3607 供，则有 又T=2m gB qoB=m ,解得r= gB 解得t≈6.54×106s。 由几何关系可得粒子1射出点A与O点的距离xo= 答案：(1)1m(2)0.5m(3)6.54×10-5s 2r1c0s60 粒子2射出点B与O,点的距离xB=2r2c0s30 浸润学科素养和核心价值 =V3mu gB '1选B根据半径和周期公式r=侣和T=,B正功 故d=x0A十xB= 412 gB 2,选A粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系，0 (2)粒子1,2做圆周运动的周期T=T,=2x” mvo gB r=Ran60°，根据qB= -,解得B 5t0 设粒子1在磁场中转过的圆心角为日，则运动的时间一2 T √3mm 3gR 设粒子2在磁场中转过的圆心角为0，则运动的时间2= 02T 2x 二 5 4 由图知，8=3元，0，=3元 1.选A 电子在月球磁场中微匀達國周运动的半径一咒，因 所以△一4一· 、g、v相同，则半径r与磁感应强度B成反比，由题图看出， A中电子运动半径最小，则该位置磁感应强度B最大，即磁 答案：(1)4"m(2)πm 场最强，A正确。 3gB !2.解析：圆周运动的半径r=mg=msi0,运动的周期T gB 工例2]选B粒子射入磁场后做匀速圆周运动， m” 2=2x”,螺距d=T=2 cos旦。 洛伦滋力提供向心力，有，B=m尺，得R= 1 gB gB 2π7Uc0s0 B,可知粒子的入射速度越大，R越大，当粒 1m 答案：msin0 gB gB 子的运动轨迹和边界QQ相切时，粒子刚好不从 第4节 质谱仪与回旋加速器 QQ射出，此时其入射速度最大。粒子带正电，其运动轨 迹如图所示（此时圆心为O点），由几何关系得R,sin45°十d 落实必备知识 =R,将R,=m代入得u,=2+2)BL,B项正确。 预读教材 [例3]选C为使电子的运动被限制在图中实 、 线圆围成的区域内，电子进入匀强磁场中做匀 1717 2.gU 速圆周运动的半径最大时轨迹如图所示，设其 qB 轨迹半径为，磁场的磁感应强度最小为B,由 几何关系有√r2十a2十r=3a,解得r= 4 3a,电 2.(1)交流(2)相等(3)不变 子在匀强磁场中微匀速圆周运动有B=m 情境创设] ,解得B=1.(1)×(2)×(3)√ 3m心，C正确。 !2.提示：带电粒子在电场中加速，在磁场中做匀速圆周运动。 Aae 3.(1)W/(2)/(3)× 196 强化关键能力 新知学习（三） 新知学习（一）… [例1]解析：(1)由题知，平行板间的电场强 [典例]解析：(1)在a中，粒子被加速电场U1加速 度E方向向下，带负电荷的电子受到的静电 eU☑ 由动能定理有eU=2m,可得：u一√m 力Fs=eE,方向向上。若没有磁场，电子束 将向上偏转，为了使电子能够穿过小孔S, (2)在b中，粒子受到的静电力和洛伦兹力大小相等， 所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的，如图所 即4=ewB,故U,=B,4√m eU 示，根据左手定则分析得出，磁场的方向垂直于纸面向里。 d (2)能够通过小孔的电子，其速率满足ewB=eE, (3)在c中，粒子受洛伦兹力作用而做圆周运动， 解得=看，又因为E-是，所以品-1X10m/5 E U 半径R=m