1.4 洛伦兹力与现代技术 课件 -2026-2027学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦洛伦兹力与现代技术，核心知识点涵盖回旋加速器、速度选择器和质谱仪。课堂导入从“打开原子核需高能粒子”切入，联系电场加速及直线加速器局限，引出回旋加速器发明，构建从原理到应用的学习支架。 其亮点在于融入科技史（如劳伦斯发明回旋加速器及我国加速器成就）培养科学态度与责任，通过思考与讨论（如依据T=2πm/qB推理电场周期）发展科学思维，结合例题与练习帮助模型建构。学生能深化物理观念，教师可提升教学效率。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第二册课件 第一章 磁场 第四节 洛伦兹力与现代技术 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 第四节 洛伦兹力与现代技术 1、回旋加速器 3、质谱仪 2、速度选择器 4、总结与练习 目录 探究新知 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 一.回旋加速器 要认识原子核内部的情况，必须把核“打开”进行“观察”。然而，原子核被强大的核力约束，只有用极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击，才能把它“打开”。产生这些高能“炮弹”的“工厂”就是各种各样的粒子加速器。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 02. 在研究电场时，我们知道可以利用静电力对带电粒子做功增加粒子的能量，即 ,电压越高粒子增加的能量越大。但有一个技术问题就是这需要很高的电压？ 为了解决这一技术难题，我们想到了“多级加速”，也就是直线加速器。 一.回旋加速器 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 北京正负电子对撞机 202米 能不能设计一种能实现多次加速，又减少占地空间的加速器呢？ 欧洲强子对撞磁场加速器 27公里 一.回旋加速器 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1929年，劳伦斯发明了后来被称为回旋加速器的“原子击破器”，1932年建成世界第一台回旋加速器。1939年劳伦斯获诺贝尔 物理奖。 利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，把长长的电极像卷尺那样卷起来，迫使带电粒子沿着磁极之间做螺旋线运动,在很小的范围内来获得高能粒子的装置。 一.回旋加速器 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 回旋加速器的结构及工作原理 回旋加速器的核心部件: （1）两个D形金属盒 （2）A粒子源 （3）交流电源 （4）偏转磁场 接高频 电源 狭缝 原理图 粒子源 一.回旋加速器 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.为了保证带电粒子每次到达D形盒缝隙间都能被加速，D形盒缝隙的电场方向应该是恒定的还是变化的呢？ 由于粒子在D型盒内每回旋半圈，进入盒缝间就需要加速一次，因此类似于多级直线加速器，电场方向应该是变化的。 + - v1 + - v2 v3 v4 v m 一.回旋加速器 思考与讨论： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2. 你认为这个电场变化的周期是恒定的吗？你分析的依据是？ 一.回旋加速器 思考与讨论： 恒定的，据 ，T与v、r无关。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.某种带电粒子在回旋加速器中被不停的持续加速后，带电粒子的能量能无限增大吗？这个最大能量跟加速电压有关吗？ 若 D 形盒半径为R，则 一.回旋加速器 思考与讨论： 结论：最大能量与加速电压无关,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。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 我国第一台回旋加速器是由中国原子能科学研究院研制成功的。‌这台回旋加速器于1996年5月9日通过了国家计委的验收，标志着我国的回旋加速器研制技术达到了90年代国际先进水平。 一.回旋加速器 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二.速度选择器 在电、磁场中，若不计重力，则： 1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关； 2.注意电场和磁场的方向搭配。 若进入的为负电荷呢？ v 只有符合这个速度的粒子才能从右边小孔打出来！ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 质谱仪：利用磁场对带电粒子的偏转，由带电粒子的电荷量、轨道半径确定其质量的仪器。是科学研究中用来分析同位素和测量带电粒子质量的重要工具。 三、质谱仪 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 结构及作用: 电离室 加速电场 偏转磁场 照相底片 速度选择器 1.电离室：使中性气体电离，产生带电粒子 2.加速电场：使带电粒子获得速度 3.粒子速度选择器：选择特定速度的粒子 进入偏转磁场 4.偏转磁场：使不同带电粒子偏转分离 5.照相底片：记录不同粒子偏转位置及半径 三、质谱仪 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 满足功能一：加速电场 满足功能二：速度选择器 满足功能三：偏转磁场 应用：质谱仪是测量带电粒子＿＿ 和分析＿＿ ＿的重要工具。 质量 同位素 三、质谱仪 工作原理: 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例1】 质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为＋e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求： （1）粒子射出加速器时的速度v为多少？ （2）速度选择器的电压U2为多少？ （3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？ 三、质谱仪 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【解析】（1）在a 中，e 被加速电场U1加速，由动能定理有 ，得 （2）在b 中，e 受的电场力和洛伦兹力大小相等，即 ，代入v 值得 （3）在c中，e受洛伦兹力作用而做圆周运动，回转半径 ，代入v 值得 三、质谱仪 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【参考答案】D 1.如图所示，质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为（　　） A． B． C． D． 四.课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【参考答案】D 2.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒面的匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的动能增大 B．仅增大D形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的动能不变 C．仅增大磁场的磁感应强度且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，则同一粒子射出加速器时的动能不变 D．仅增大粒子的质量且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，粒子出射时的动能减小 四.课堂练习 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 $