帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

第一章

安培力與洛倫茲力4質(zhì)譜儀和回旋加速器世界上最基礎(chǔ)的粒子誕生于回旋加速器1．探究能力：知道質(zhì)譜儀和回旋加速器的構(gòu)造和原理．2．推理能力：會(huì)確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑，會(huì)求粒子的比荷．探究明理探究明理01一、質(zhì)譜儀1.質(zhì)譜儀構(gòu)造：主要構(gòu)件有加速_____、偏轉(zhuǎn)_____和照相底片.電場(chǎng)磁場(chǎng)2.運(yùn)動(dòng)過(guò)程(如圖1)(1)帶電粒子經(jīng)過(guò)電壓為U的加速電場(chǎng)加速，____＝

.(2)垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，r＝_____，可得r＝_________.3.分析：從粒子打在底片D上的位置可以測(cè)出圓周的半徑r，進(jìn)而可以算出粒子的_____.qU比荷圖1(2)磁場(chǎng)的特點(diǎn)及作用特點(diǎn)：D形盒處于與盒面垂直的_____磁場(chǎng)中.作用：帶電粒子在洛倫茲力作用下做_________運(yùn)動(dòng)，從而改變運(yùn)動(dòng)______，______圓周后再次進(jìn)入電場(chǎng).2.工作原理(1)電場(chǎng)的特點(diǎn)及作用特點(diǎn)：兩個(gè)D形盒之間的窄縫區(qū)域存在___________的電場(chǎng).作用：帶電粒子經(jīng)過(guò)該區(qū)域時(shí)被_____.二、回旋加速器1.回旋加速器的構(gòu)造：兩個(gè)D形盒，兩D形盒接____流電源，D形盒處于垂直于D形盒的勻強(qiáng)____中，如圖2.圖2交磁場(chǎng)周期性變化加速勻強(qiáng)勻速圓周方向半個(gè)HEXINJIEYI>>核心解疑

掌握要點(diǎn)

022.回旋加速器(1)粒子被加速的條件帶電粒子要保障每次進(jìn)入電場(chǎng)中能夠使其運(yùn)動(dòng)速度方向與電場(chǎng)力方向相同即可被加速，這就要求交流電壓的周期等于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期.(3)提高粒子的最終能量的措施：由Ekm＝

可知，應(yīng)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒的半徑R.(4)粒子被加速次數(shù)的計(jì)算：粒子在回旋加速器中被加速的次數(shù)n＝

(U是加速電壓的大小).(5)粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

(n為加速次數(shù))，總時(shí)間為t＝t1＋t2，因?yàn)閠1?t2，一般認(rèn)為在盒內(nèi)的時(shí)間近似等于t2.(2)粒子最終的能量【典例1】DIANLIJIEXI>>典例解析

足本溯源

03質(zhì)譜儀求比荷問(wèn)題【變式1】

用質(zhì)譜儀測(cè)量帶電粒子的比荷，其原理如圖所示，A是粒子源，釋放出的帶電粒子（不計(jì)重力）經(jīng)小孔飄入電壓為U的加速電場(chǎng)（初速度可忽略不計(jì)），加速后經(jīng)小孔進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在照相底片上的D點(diǎn)。測(cè)得D點(diǎn)到的距離為d，則該粒子的比荷等于（）A．

B．

C．

D．【典例2】質(zhì)譜儀區(qū)分粒子問(wèn)題【變式2】

回旋加速器

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身臨其境

04

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