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课件网) 4．洛伦兹力的应用 第一章 磁场对电流的作用 必备知识·自主预习储备 知识点一 利用磁场控制带电粒子的运动 1．特点：只改变带电粒子的_____，不改变带电粒子的_____。 2．应用：早期电视机显像管利用随电视信号变化的____控制电子束的运动路径。 知识点二 质谱仪 1．原理及构造：如图所示。 运动方向 速度大小 磁场 qvB2 提醒 比荷相同的粒子经相同加速电场加速后再进入相同偏转磁场偏转，打到感光底片的位置是相同的。 质量 化学物质 同位素 知识点三 回旋加速器 1．工作原理及构造 如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子在两盒之间被电场加速。D1、D2处于与盒面垂直的匀强磁场B中，粒子在磁场中做匀速圆周运动。经半个圆周(半个周期)后，当粒子再次到达两盒间的缝隙时，这时控制两盒间电势差，使其恰好改变正负，于是粒 子在盒缝间再次被加速。如果粒子每次通过盒间 缝隙均能被加速，粒子速度就能够增加到很大。 思考 电场电压不同会不会影响最大动能？会影响运动时间吗？ 提示：不会 会 不变 交变电场 qvB [预习体验] 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电视显像管中电子的偏转是因为电场力的作用。 ( ) (2)利用质谱仪可以测得带电粒子的比荷。 ( ) (3)利用回旋加速器加速带电粒子，要提高加速粒子的最终能量，应尽可能增大磁感应强度B和D形盒的半径R。 ( ) (4)回旋加速器中，磁场的作用是改变粒子速度的方向，便于多次加速。 ( ) × √ √ √ 2．如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器最后打在S板上。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。则此粒子带____电荷且经过速度选择器时的 速度大小为__，选择器内磁场方向为垂直纸 面____(选填“向外”或“向内”)。 正电 向外 关键能力·情境探究达成 1．一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转，它们速度有什么特点？ 2．如果让这些不偏转离子进入另一匀强磁场 中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入 另一磁场的离子，它们的比荷是否相同？ 提示：1．相等 2．不同 考点1 质谱仪 1．电场和磁场都能对带电粒子施加影响，电场既能使带电粒子加速，又能使带电粒子偏转；磁场虽不能使带电粒子速率变化，但能使带电粒子发生偏转。 2．质谱仪：利用磁场对带电粒子的偏转，由带电粒子的电荷量及轨道半径确定其质量的仪器，叫作质谱仪。 [跟进训练] 1．(多选)质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C、D处有一荧光屏。同位素离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点。离子重力不计。则( ) A．a离子质量比b的大 B．a离子质量比b的小 C．a离子在磁场中的运动时间比b的短 D．a、b离子在磁场中的运动时间相等 √ √ 2．电场的作用：回旋加速器的两个D形盒之间的狭缝区域存在周期性变化的且垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场，带电粒子经过该区域时被加速。根据动能定理：qU＝ΔEk。 3．交变电压的作用：为保证粒子每次经过狭缝时都被加速，使之能量不断提高，需在狭缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。 【典例2】 (多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝 ... ...
