第1章 第3节 洛伦兹力的应用-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

导苏 第3节 洛伦滋力的应用 学习目标 成长记录 1.了解显像管的基本构造和工作原理。 知识点一 2.理解质谱仪的工作原理。 知识点二&要点一 3.理解回旋加速器的原理。 知识点三&要点二 )知识梳理 知识点一 显像管 1.构造：如图所示，由电子枪、偏转线圈 和荧光屏组成。 荧光屏 U+ 电子束 2.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发光。 3.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。 4.偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由线圈产生的，这样的线圈叫偏转线圈。 知识点二 质谱仪 1.原理图 照相底片 2.加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得q心_一mv。 3.偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动。 4.结论：一一，可知若粒子电荷量相同而质量不同，它们进入匀强磁场后将沿 1 2mU 着不同B厨单径做圆周运动，因而被分开，并打到照相底片的不同地方。 5.质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析同位素。 知识点三回旋加速器 1.构造：两个半圆形的中空铜盒D1和D2,处于与盒面垂直的匀强磁场中，D1 和D2间有一定的电势差，如图所示。 2.原理：由粒子源即引出的带电粒子在狭缝间被电场加速，垂直进入匀强磁场做 匀速圆周运动，半个周期后进入狭缝，此时电场力对带电粒子恰好做正功，粒 子加速后又进入磁场，如此，粒子一次次被加速使速度增加到很大。 3.条件：高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期 相同 。粒子 每次经过两金属盒狭缝时都被加速，其轨道半径就大一些，粒子做圆周运动的周 期不变 4.最大动能：由qvB2和E=mv得E=222 R为D形盒的半径)，即粒子在回旋 mv 1 qBR 加速器中获得的最大能与子m、B、R关，与加速电压无关。 )思考与自测 1.思考判断 (1)同位素在质谱仪中的轨道半径相同。（× (2)回旋加速器工作时，电场必须是周期性变化的。（√) (3)显像管中偏转线圈中的电流恒定不变时，电子打在荧光屏上的光点是不动的。 (√) (4)利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁 感应强度B和D形盒的半径R。（ √) (⑤)利用回旋加速器加速带电粒子，加速电压越大，带电粒子获得的速度越大。 (6)利用质谱仪可以测定未知带电粒子的比荷。（ 2.思维探究 (1)质谱仪分析同位素的原理是什么？ 答案：同位素是质量有微小差别的同种元素，当形成带电粒子时其电荷量相同，经同 一电场加速垂直进入同一匀强磁场中偏转时经半个周期打在底片上，其落点与进入 点间的距离x=2r=一一，由此知m不同x会不同，测量出x的关系即可确定同位素 2 2mU 的质量的差别。 B回q (2)为什么交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同？ 答案：为了保证粒子经过D形盒中间狭缝加速电场都能被加速，所以交流电源的周 期与带电粒子的运动周期相同。