人教版高中物理选择性必修第二册第1章安培力与洛伦兹力第4节质谱仪与回旋加速器课件（24页PPT）

(共24张PPT)
第一章　安培力与洛伦兹力
第4节　质谱仪与回旋加速器
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。
学习任务一 质谱仪
教材新知梳理
1. 构造：主要构件有加速 、偏转 和照相底片。
电场　
磁场　
2. 工作原理（如图）
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 。
4. 应用：可以测定带电粒子的质量和分析 。
同位素　
关键核心突破
一束质量、速度和电荷量不同的正离子（不计重力）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，这些离子速度有什么特点？
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？
相等　不同
CD
A. 三个带电粒子都带负电
B. 速度选择器的P1极板带负电
学习任务二 回旋加速器
教材新知梳理
1. 回旋加速器的构造：两个D形盒，两D形盒接 电源，D形盒处于垂 直于D形盒的匀强磁场中，如图所示。
交流　
周期性　
加速　
匀强　
匀速圆周　
方
向　
半个　
正负　
关键核心突破
劳伦斯设计并研制出了世界上第一台回旋加速器，为进行人工可控核反应提 供了强有力的工具，大大促进了原子核、基本粒子的实验研究。
（1）在回旋加速器中运动的带电粒子的动能来自电场，还是磁场？
（1）带电粒子的动能来自电场。
（2）带电粒子从回旋加速器中出来时的最大动能与哪些因素有关？
AB
A. 质子的最大速度为2πRf
C. 质子在磁场中运动的时间与U无关
D. 电压U越大，质子在电场中加速的次数越多

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，则离子的比荷一定相等
D. 只要x相同，则离子质量一定相等
AC
1
2
3
4
1
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4
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向内
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
AC
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3
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A. 交流电的周期和粒子在磁场中运动的周期相同
B. 加速电压U越大，粒子最终射出D形盒时的动能就越大
C. 粒子最终射出D形盒时的动能与加速电压U无关
ACD
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A. 所加交变电压的周期等于带电粒子圆周运动周期的一半
B. 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
C. 回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大
D. 粒子每次经过D形盒狭缝时，静电力对粒子做功一样多
BD
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