(精品)5.洛伦兹力的应用.pptx

5、洛伦兹力的应用四川省都江堰中学 李璐温故知新温故知新三三、洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向二、二、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小一、洛伦兹力的概念一、洛伦兹力的概念 四、四、在在如图所示的平行板器件中如图所示的平行板器件中，有垂直向里有垂直向里的匀强磁场的匀强磁场B B，水平，水平射入的射入的带带正正电电的的粒子粒子（不计重力）（不计重力）将做将做 。挡板挡板+vOv匀速圆周运动匀速圆周运动1 1、圆周运动的半径、圆周运动的半径2 2、圆周运动的周期、圆周运动的周期在在如图所示的平行板器件中如图所示的平行板器件中，有垂有垂直向里的匀强磁场直向里的匀强磁场B B，具有不同水具有不同水平速度的平速度的带带正正电粒子电粒子（不计重力）（不计重力）射入后射入后将将 。思考思考 ：1 1、若使粒子沿水平虚线方向从狭缝射出，我们可在板间加匀强电、若使粒子沿水平虚线方向从狭缝射出，我们可在板间加匀强电场场E E，该电场方向如何？，该电场方向如何？2 2、粒子速度为多少时可沿虚线通过狭缝？、粒子速度为多少时可沿虚线通过狭缝？若若速度小于这一速度？带电粒子向速度小于这一速度？带电粒子向 方向偏转方向偏转 若若速度速度大大于这一速度？带电粒子向于这一速度？带电粒子向 方向方向偏转偏转3 3、其他条件不变，把粒子改为负电荷，能通过吗？其他条件不变，把粒子改为负电荷，能通过吗？挡挡板板v+沿不同的路径做匀速圆周运动沿不同的路径做匀速圆周运动qvBEq电场力电场力磁磁场力场力+一、一、速度速度选择器选择器1 1、原理：、原理：在如图所示的平行板器件中，电场强度在如图所示的平行板器件中，电场强度E E和磁感和磁感应强度应强度B B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子射相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器。2 2 2 2、特点：、特点：、特点：、特点：（1 1 1 1）只只选择速度选择速度，不选择粒子（质量、电量、电性）不选择粒子（质量、电量、电性）；（2 2）其中）其中E E、B B的方向不仅互相垂直，且还有确定的关系。的方向不仅互相垂直，且还有确定的关系。例例1 1、带电粒子（不计重力）由静止被、带电粒子（不计重力）由静止被加速电场加速后，加速电场加速后，进入速度选择进入速度选择器。速度器。速度选择器选择器内互相内互相垂直的匀强垂直的匀强磁场和磁场和匀强电匀强电场的强度分别为场的强度分别为B B和和E E。挡板。挡板S S上有可让粒子通过上有可让粒子通过的狭缝的狭缝P P。（1 1）速度选择速度选择器内器内的磁场方向的磁场方向（2 2）带电粒子穿出狭缝）带电粒子穿出狭缝P P时的时的速度速度若平板若平板S S下方有强度为下方有强度为B B0 0的匀强的匀强磁磁场，方向如图所示。带电粒子经磁场，方向如图所示。带电粒子经磁场偏转后垂直打在场偏转后垂直打在记录粒子位置的记录粒子位置的胶片胶片A A1 1A A2 2上，上，已已知知APAP间的距离为间的距离为L L。A（1 1）该粒子带的是正电荷还是负电荷该粒子带的是正电荷还是负电荷（2 2）求该粒子的荷质比求该粒子的荷质比（3 3）加速电场的电压加速电场的电压思考：思考：（1 1）若场确定，）若场确定，测出测出L L，那么我们实那么我们实际上是测出了什么？际上是测出了什么？（2 2）若场确定，我们控制进入的粒）若场确定，我们控制进入的粒子具有相同的电荷量，子具有相同的电荷量，测出测出L L，我们我们可以测量有关粒子的什么信息？可以测量有关粒子的什么信息？二、质谱仪二、质谱仪1.1.1.1.作用：作用：作用：作用：测定带电粒子测定带电粒子荷质荷质比比的仪器。的仪器。2.2.2.2.结构：结构：结构：结构：3.3.3.3.工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：（1）加速：动能定理）加速：动能定理（2）速度选择：）速度选择：（3）偏转：）偏转：（4）测量：）测量：测测质量质量：弗朗西斯弗朗西斯阿斯顿阿斯顿约瑟夫约瑟夫约翰约翰汤姆孙汤姆孙同位素同位素质谱仪质谱仪无机质谱仪无机质谱仪有机质谱仪有机质谱仪例例2 2、如、如图所示是质谱仪工作原理的示意图带图所示是质谱仪工作原理的示意图带电粒子电粒子a a、b b经电压经电压U U加速（在加速（在A A点的初速度为零）点的初速度为零）后，进入磁感应强度为后，进入磁感应强度为B B的匀强磁场做匀速圆周的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板运动，最后分别打在感光板S S上的上的x x1 1、x x2 2处图中处图中半圆形的虚线分别表示带电粒子半圆形的虚线分别表示带电粒子a a、b b所通过的路所通过的路径，则（）径，则（）A Aa a的质量一定大于的质量一定大于b b的质量的质量B Ba a的电荷量一定大于的电荷量一定大于b b的电荷量的电荷量C C在磁场中在磁场中a a运动的时间大于运动的时间大于b b运动的时间运动的时间D Da a的比荷大于的比荷大于b b的比荷的比荷D课堂小结：课堂小结：1 1、速度选择器；、速度选择器；2 2、质谱仪。、质谱仪。1、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和匀强电场的强度分别为B和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下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是（）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纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小2 2、如图，一束带电粒子以一定的初速度沿直、如图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（线通过由相互正交的匀强磁场（B B）和匀强电）和匀强电场（场（E E）组成的速度选择器，然后粒子通过平）组成的速度选择器，然后粒子通过平板板S S上的狭缝上的狭缝P P，进入另一匀强磁场（，进入另一匀强磁场（BB），），最终打在最终打在A Al lA A2 2上。下列表述正确的是（）上。下列表述正确的是（）A A粒子带负电粒子带负电B B所有打在所有打在A Al lA A2 2上的粒子，在上的粒子，在磁场磁场B B中运动时间都相同中运动时间都相同C C能通过狭缝能通过狭缝P P的带电粒子的的带电粒子的速率等于速率等于E/BE/BD D粒子打在粒子打在A Al lA A2 2上的位置越靠上的位置越靠近近P P，粒子的比荷，粒子的比荷q/mq/m越大越大