高中物理 选修第2册 新课改04 A质谱仪与回旋加速器 基础版 (1).docx本文件免费下载 【共42页】

小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com质谱仪与回旋加速器知识点:质谱仪与回旋加速器一、质谱仪1.质谱仪构造:主要构件有加速电场、偏转磁场和照相底片.2.运动过程(如图)(1)带电粒子经过电压为U的加速电场加速,qU=mv2.(2)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做匀速圆周运动,r=,可得r=.3.分析:从粒子打在底片D上的位置可以测出圆周的半径r,进而可以算出粒子的比荷.二、回旋加速器1.回旋加速器的构造:两个D形盒,两D形盒接交流电源,D形盒处于垂直于D形盒的匀强磁场中,如图.2.工作原理(1)电场的特点及作用特点:两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的电场.作用:带电粒子经过该区域时被加速.(2)磁场的特点及作用特点:D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中.作用:带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,从而改变运动方向,半个圆周后再次进入电场.技巧点拨小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com一、质谱仪1.加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得qU=mv2①2.偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得qvB=m②3.由①②两式可以求出粒子运动轨迹的半径r、质量m、比荷等.由r=可知,电荷量相同时,半径将随质量的变化而变化.二、回旋加速器回旋加速器两D形盒之间有窄缝,中心附近放置粒子源(如质子、氘核或α粒子源),D形盒间接上交流电源,在狭缝中形成一个交变电场.D形盒上有垂直盒面的匀强磁场(如图所示).(1)电场的特点及作用特点:周期性变化,其周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期.作用:对带电粒子加速,粒子的动能增大,qU=ΔEk.(2)磁场的作用改变粒子的运动方向.粒子在一个D形盒中运动半个周期,运动至狭缝进入电场被加速.磁场中qvB=m,r=∝v,因此加速后的轨迹半径要大于加速前的轨迹半径.(3)粒子获得的最大动能若D形盒的最大半径为R,磁感应强度为B,由r=得粒子获得的最大速度vm=,最大动能Ekm=mvm2=.(4)两D形盒窄缝所加的交流电源的周期与粒子做圆周运动的周期相同,粒子经过窄缝处均被加速,一个周期内加速两次.例题精练1.(2021•秦淮区校级一模)下列关于磁场的应用,正确的是()小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.comA.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图,要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电场的电压UB.图乙是磁流体发电机示意图,由此可判断A极板是发电机的正极,B极板是发电机的负极C.图丙是速度选择器示意图,不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是D.图丁是磁电式电流表内部结构示意图,当有电流流过时,线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转【分析】回旋加速器最大动能取决于D形盒的半径;磁流体发电机就是利用带电粒子受洛伦兹力原理,速度选择器是因为达到某一速度的粒子受力平衡做匀速直线运动,根据平衡条件即可确定带电粒子匀速通过的速度;知道磁电式仪表的工作原理,知道磁极间的磁场为幅状磁场。【解答】解:A、图甲为回旋加速器,根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式:r=,则有:v=,故最大动能为:Ekm=mv2=,与加速电压无关,故A错误;B、图乙是磁流体发电机模型,由左手定则知正离子向下偏转,所以下极板带正电,A板是电源的负极,B板是电源的正极,故B错误;C、图丙为速度选择器,要使带电粒子沿直线通过,则受到到电场力和洛伦兹力平衡,则有Bqv=Eq,解得,故C正确;D、图丁是磁电式电流表内部结构示意图,磁极间的磁场为幅状磁场,不是匀强磁场,故D错误。小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com故选:C。【点评】本题考查了洛伦兹力的应用相关知识,掌握用左手定则判断洛伦兹力的方向,知道速度选择器的原理以及回旋加速...

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