1.3洛伦兹力的应用课件-【上好课】高二物理同步精品课堂（鲁科版2019选择性必修第二册）

第一章 安培力与洛伦兹力 第3节 洛伦兹力的应用 洛伦兹力的大小和方向如何判断？ 旧知回顾 左手定则： 左手四指指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向，拇指指洛伦兹力 巩固提升 (1)带电粒子在磁场中运动时一定会受到磁场力的作用.( 　) (2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直.( 　) (3)粒子在只受洛伦兹力作用时运动的速度不变.( 　) (4)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现,所以洛伦兹力也可能做功.( 　) × × × × 生活实例 洛伦兹力的应用 洛伦兹力的应用 1.显像管 生活实例 左手定则 显像管是一种电子射线管，广泛应用于电视机、监视器等，运用的是电子书的磁偏转原理。 例题 CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点。则(　　) A.M处的电势高于N处的电势 B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移 C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可 使P点左移 解析：电子在电场中加速运动， 电场力的方向和运动方向相同， 而电子所受电场力的方向与电场 的方向相反，所以M处的电势 低于N处的电势，A错误； D 洛伦兹力的应用 2.质谱仪 生活实例 左手定则 加速 偏转 可得出轨道半径r、粒子质量m、比荷等物理量 例题 如图所示是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度为B,匀强电场的电场强度为E,平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2,平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列说法正确的是( 　) A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小 ABC [解析] 质谱仪是分析同位素的重要工具,A正确; 带电粒子在速度选择器中沿直线运动时,所受电场力和洛伦兹力应等大反向,由左手定则可判断,速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外,B正确; 由qE=qvB可得v=,C正确; 粒子在平板S下方的匀强磁场中做匀速圆周运动,由 qvB0=m得R=,所以=,粒子打在胶片上的位置 越靠近狭缝P,则粒子的比荷越大,D错误. 洛伦兹力的应用 3.回旋加速器 生活实例 左手定则 交流电周期和粒子做圆周运动周期相等 最大动能与加速电压无关 例题 回旋加速器是加速带电粒子的装置，如图所示。设匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于半径为R的D形盒，狭缝间的距离为d(d≪R)，狭缝间的加速电压为U，在左侧D形盒中心的A点静止释放一质量为m、电荷量为q的带电粒子，调整加速电场的频率，使粒子每次在电场中始终被加速，最后在左侧D形盒边缘被特殊装置引出。不计带电粒子的重力。求： (1)粒子获得的最大动能Ekm； 例题 回旋加速器是加速带电粒子的装置，如图所示。设匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于半径为R的D形盒，狭缝间的距离为d(d≪R)，狭缝间的加速电压为U，在左侧D形盒中心的A点静止释放一质量为m、电荷量为q的带电粒子，调整加速电场的频率，使粒子每次在电场中始终被加速，最后在左侧D形盒边缘被特殊装置引出。不计带电粒子的重力。求： (2)粒子在狭缝间加速的次数N ； 洛伦兹力的应用 4.电磁流量计 生活实例 左手定则 可测带电液体的流量（单位时间内通过某一横截面的液体体积） 　 例题 如图，电磁流量计的测量管横截面直径为D，在测量管的上下两个位置固定两金属电极a、b，整个测量管处于水平向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当含有正、负离子的液体从左向右匀速流过测量管时，连在两个电极上的显示器显示的流量为Q(单位时间内流过的液体体积)，下列说法正确的是(　　) A．a极电势高于b极电势 B．液体流过测量管的速度大小为 C．a、b两极之间的电压为 D．若流过的液体中离子浓度变高， 显示器上的示数将变大 AC 洛伦兹力的应用 5.速度选择器 生活实例 左手定则 若， 即， 粒子做匀速直线运动 洛伦兹力的应用 6.磁流体发电机 生活实例 左手定则 等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带电，板间电压为U，稳定时 洛伦兹力的应用 7.霍尔效应 生活实例 左手定则 平衡时，电场力等于洛伦兹力(金属中能移动的自由电荷为电子，带负电) 例题 如图所示