洛伦兹力的应用-PPT课件-课件-人教课标版

洛伦兹力的应用一、质谱仪1、质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具2、基本原理将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类3、推导212qUmv加速：12mvRdqB偏转：1122mURdBq1．加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加，qU=Ek．2．直线加速器，多级加速如图所示是多级加速装置的原理图：二、加速器（一）、直线加速器由动能定理得带电粒子经n极的电场加速后增加的动能为：)(321nkUUUUqE3．直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制．（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、带电粒子在两D形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速二次2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接起来是一个初速度为零的匀加速直线运动3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，每次增加的动能为所有各次半径之比为：...321∶∶∶4、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半径是相同的。5、回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子的方面前进了一大步，了解其它类型的加速器：直线加速器、同步加速器、电子感应加速器、串列加速器、电子对撞机等qU＝KE⊿mRqBmvEqBmv221R2222＝由最大半径得：qUEn2回旋周数：nTt所需时间：小结：回旋加速器利用两D形盒窄缝间的电场使带电粒子加速，利用D形盒内的磁场使带电粒子偏转，带电粒子所能获得的最终能量与B和R有关，与U无关．例1：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是()A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C、只有电场能对带电粒子起加速作用D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动CD···············UqSS1xPB例2：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断()A、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C、只要x相同，则离子质量一定相同D、只要x相同，则离子的荷质比一定相同ADenmUBnR1211212例3：串列加速器是用来产生高能离子的装置。图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达ｂ处时，可被设在ｂ处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动。已知碳离子的质量为m=2.0×10-26kg，U=7.5×105V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.6×10-19C，求R。=0.75m]abc加速管加速管abC加速管加速管enmUBnR1211212解：设碳离子到达b处时的速度为v1，从c端射出时的速度为v2，由能量关系得：mv12/2=eU，mv22/2=mv12/2+neU，进入磁场后，碳离子做圆周运动，R=mv2/Bne，得=0.75m]abc加速管加速管abC加速管加速管2110.75mUnRmBne三.速度选择器qEqvBEvB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。速度选择器：（1）任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。（2）带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。即有确定的入口和出口。（3）这个结论与粒子带何种电荷、电荷多少都无关。＋＋＋＋＋＋＋－－－－―――v若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。练习:在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动能减少了，为了使粒子射出时动能增加，在不计重力的情况下，可采取的办法是：A.增大粒子射入时的速度B.减小磁场的磁感应强度C.增大电场的电场强度D.改变粒子的带电性质BC四.磁流体发电机等离子体——即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。磁流体发电机abLvBREq=Bqv电动势：E’=Ea电流：I=E’/（R+r）r=？流体为：等离子束目的：发电五、电磁流量计Bqv=Eq=qu/d得v=U/Bd流量：Q=Sv=dU/4B流体为：导电液体目的：测流量d··ba×××××××××××××××导电液体若管道为其他形状,如矩形呢?7、霍尔效应Eq=BqvI=nqvSU=Eh（U=E’）流体为：定向移动的电荷是一种现象hdBIAA’例6：图为一种获得高能粒子的装置。环行区域内存在垂直纸面向外的、大小可调节的均匀磁场。质量为m，电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板。原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而半径不变。（1）t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场力作用下加速，并绕行第一圈。求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能EK总（2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bn（3）求粒子绕行n圈所需的总时间tn（设极板间距远小于R）AA+UB0BO+UKEnqU总12nnmUBRq1112(1)223nmtRqUn例3：电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？221mveURvmevB2Rr2tan221tgemUrB例5：如图，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝ａ、ｂ、ｃ和ｄ，外筒的外半径为ｒ０，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为Ｂ。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿向外的电场。一质量为ｍ、带电量为＋ｑ的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝ａ的Ｓ点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点Ｓ，则两电极之间的电压Ｕ应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）•1、再长的路一步一步得走也能走到终点，再近的距离不迈开第一步永远也不会到达。•2、从善如登，从恶如崩。•3、现在决定未来，知识改变命运。•4、当你能梦的时候就不要放弃梦。•5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。•6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。•7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。•8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。•9、永远不要逃避问题，因为时间不会给弱者任何回报。•10、评价一个人对你的好坏，有钱的看他愿不愿对你花时间，没钱的愿不愿意为你花钱。•11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。•12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。•13、人生最大的错误是不断担心会犯错。•14、忍别人所不能忍的痛，吃别人所不能吃的苦，是为了收获别人得不到的收获。•15、不管怎样，仍要坚持，没有梦想，永远到不了远方。•16、心态决定命运，自信走向成功。•17、第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力的。•18、励志照亮人生，创业改变命运。•19、就算生活让你再蛋疼，也要笑着学会忍。•20、当你能飞的时候就不要放弃飞。•21、所有欺骗中，自欺是最为严重的。•22、糊涂一点就会快乐一点。有的人有的事，想得太多会疼，想不通会头疼，想通了会心痛。•23、天行健君子以自强不息；地势坤君子以厚德载物。•24、态度决定高度，思路决定出路，细节关乎命运。•25、世上最累人的事，莫过於虚伪的过日子。•26、事不三思终有悔，人能百忍自无忧。•27、智者，一切求自己；愚者，一切求他人。•28、有时候，生活不免走向低谷，才能迎接你的下一个高点。•29、乐观本身就是一种成功。乌云后面依然是灿烂的晴天。•30、经验是由痛苦中粹取出来的。•31、绳锯木断，水滴石穿。•32、肯承认错误则错已改了一半。•33、快乐不是因为拥有的多而是计较的少。•34、好方法事半功倍，好习惯受益终身。•35、生命可以不轰轰烈烈，但应掷地有声。•36、每临大事，心必静心，静则神明，豁然冰释。•37、别人认识你是你的面容和躯体，人们定义你是你的头脑和心灵。•38、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。•39、人的价值，在遭受诱惑的一瞬间被决定。•40、事虽微，不为不成；道虽迩，不行不至。•41、好好扮演自己的角色，做自己该做的事。•42、自信人生二百年，会当水击三千里。•43、要纠正别人之前，先反省自己有没有犯错。•44、仁慈是一种聋子能听到、哑巴能了解的语言。•45、不可能！只存在于蠢人的字典里。•46、在浩瀚的宇宙里，每天都只是一瞬，活在今天，忘掉昨天。•47、小事成就大事，细节成就完美。•48、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。•49、人往往会这样，顺风顺水，人的智力就会下降一些；如果突遇挫折，智力就会应激增长。•50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。•51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。•52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。•53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。•54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。•55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。•56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。•57、理想的路总是为有信心的人预备着。•58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。•59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。•60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。•61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。•62、心里的感觉总会是这样，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。•63、彩虹风雨后，成功细节中。•64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。•65、只要有信心，就能在信念中行走。•66、每天告诉自己一次，我真的很不错。•67、心中有理想再累也快乐•68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。•69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。•70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！•71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。•72、只要路是对的，就不怕路远。•73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。•74、先知三日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。•75、爱的力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。•76、好习惯成就一生，坏习惯毁人前程。•77、年轻就是这样，有错过有遗憾，最后才会学着珍惜。•78、时间不会停下来等你