(课件)第1章 第4节 洛伦兹力与现代技术-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(粤教版2019)

第一章　磁场 第四节　洛伦兹力与现代技术 1 学习 任务 1．通过实验，了解垂直射入匀强磁场的带电粒子在磁场中做匀速圆周运动。 2．会应用公式f＝qvB推导带电粒子做匀速圆周运动的半径、周期公式。 3．知道回旋加速器、质谱仪的基本构造、原理及用途；体会逻辑推理思维方法。 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 2 必备知识·自主预习储备 01 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 3 [知识梳理] 知识点一　带电粒子在磁场中的运动(如图所示) 1．实验探究 (1)此装置是洛伦兹力演示仪，它是一个特制的电子射线管，管内下方的电子枪射出的______，可以使管内的__________发出辉光，从而显示出电子的径迹。 电子束 稀薄的气体 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 (2)实验现象 ①当没有磁场作用时，电子的运动轨迹是____。 ②当电子垂直射入磁场时，电子的运动轨迹是______。 ③结论：增大电子的速度时圆周半径____，增强磁场的磁感应强度时，圆周半径____。 直线 圆弧线 增大 减小 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 2．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)运动条件：不计重力的带电粒子沿着与磁场____的方向进入匀强磁场。 (2)洛伦兹力作用：提供带电粒子做圆周运动的______，即qvB＝ ______ 。 (3)基本公式。 ①半径：r＝；②周期：T＝。 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道____和________无关。 垂直 向心力 m 半径 运动速度 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 3．洛伦兹力的作用效果 洛伦兹力只改变带电粒子速度的____，不改变带电粒子速度的____，或者说洛伦兹力对带电粒子不做功，不改变粒子的能量。 知识点二　回旋加速器 1．主要构造：两个______，两个大型电磁铁。 2．原理图 方向 大小 D形盒 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 3．工作原理 磁场的作用：带电粒子____磁场方向射入磁场时，受到磁场的洛伦兹力作用而做________运动。 交变电压的作用：在两D形盒狭缝间产生的__________的电压使带电粒子每经过一次狭缝加速一次。 交变电压的周期(或频率)：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率)____。 垂直 匀速圆周 周期性变化 相同 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 4．最大动能：由qvB＝m和Ek＝mv2得Ek＝_______(R为D形盒的半径，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关)。 5．用途：加速器是使带电粒子获得高能量的装置，是科学家探究物质奥秘的有力工具。 知识点三　质谱仪 1．原理图 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 2．加速：带电离子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得 ___＝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 ____＝。 ② 由①②两式可以求出离子的半径r、质量m＝ _____、比荷＝等。 4．质谱仪的应用：可以测量带电粒子的____和分析______。 qU qvB 质量 同位素 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 [基础自测] 1．思考判断(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径，与粒子的质量和速度无关。 (　) (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。 (　) × × × √ √ 第四节　洛伦兹力与现代技术 必备知识·自主预习储备 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 2．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电荷。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场