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.com4质谱仪与回旋加速器[学习目标]1.知道质谱仪的构造及工作原理，会确定粒子在磁场中运动的半径，会求粒子的比荷.2.知道回旋加速器的构造及工作原理，知道交流电的周期与粒子在磁场中运动的周期之间的关系，知道决定粒子最大动能的因素．一、质谱仪1．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)加速：带电粒子经过电压为U的加速电场加速，qU＝mv2.由此可得v＝.(2)偏转：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．4．应用：可以测定带电粒子的质量和分析同位素．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．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．判下列法的正．断说误(1)工作，在和磁确定的情下，同一粒子在磁中的半相同．质谱仪时电场场况带电场径(√)(2)因不同原子的量不同，所以同位素在中的迹半不同．质质谱仪轨径(√)(3)回旋加速器加速的周期可以不等于粒子的回旋周期．电场(×)(4)回旋加速器中粒子的能自磁．带电动来场(×)一、质谱仪导学探究如图所示为质谱仪原理示意图．设粒子质量为m、电荷量为q，加速电场电压为U，偏转磁场的磁感应强度为B，粒子从容器A下方的小孔S1飘入加速电场，其初速度几乎为0.则粒子进入磁场时的速度是多大？打在底片上的位置到S3的距离多大？答案由能定理知动qU＝mv2，粒子入磁的速度大小则进场时为v＝，由于粒子在磁中场运的迹半动轨径为r＝＝，所以打在底片上的位置到S3的距离为.知识深化1．带电粒子运动分析(1)加速电场加速：根据动能定理，qU＝mv2.(2)匀强磁场偏转：洛伦兹力提供向心力，qvB＝.(3)结论：r＝，测出半径r，可以算出粒子的比荷.2．质谱仪区分同位素：由qU＝mv2和qvB＝m可求得r＝.同位素的电荷量q相同，质量m不同，在质谱仪照相底片上显示的位置就不同，故能据此区分同位素．例1(2018·全卷国Ⅲ)如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直．已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用．求：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(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比．答案(1)(2)1∶4解析(1)甲离子所荷量设种带电为q1，量质为m1，在磁中做速周的半场匀圆运动径为R1，磁的磁感强度大小场应为B，由能定理有动q1U＝m1v12①由洛力公式和牛第二定律有伦兹顿q1v1B＝m1②由几何系知关2R1＝l③由①②③式得，磁的磁感强度大小场应为B＝.④(2)乙离子所荷量设种带电为q2，量质为m2，射入磁的速度场为v2，在磁中做速周场匀圆运的半动径为R2.同理有q2U＝m2v22⑤q2v2B＝m2⑥由几何系知关2R2＝⑦由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙离子的比荷之比两种为∶＝1∶4.针对训练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，它的构造原理如图所示．离子源S0产生的各种不同正离子束(初速度可看作零)，经加速电场(加速电场极板间的距离为d、电势差为U)加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置与入口处S1之间的距离为x.(1)求该离子的比荷；(2)若离子源产生的是带电荷...