1、的匀速圆周运动问题导引同种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场,其运动轨迹如图所示,观察图片,请思考这三个轨迹对应的粒子的速度大小相等吗提示速度不相等,大小关系为无其他外力作用可能做匀速圆周运动匀速直线运动匀加速直线运动平抛运动解析当电荷垂直匀强磁场方向进入时做匀速圆周运动,当电荷平行于匀强磁场方向进入时做匀速直线运动。答案探究探究二大,粒子做圆周运动的周期不变。由𝑚𝑣𝑅和得𝑞𝐵𝑅𝑚,即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与有关,与加速电压无关。二三练练多选运动电荷进入磁场后𝑚𝑣𝑅。由以上两式可以求出粒子做圆周运动的半径粒子的比荷粒子的质量等。二三三回旋加速器原理图如图所示。如图所示,回旋加速器的核心部件是半圆金属盒。粒子每经过次加速,其轨道半径就变大𝑚𝑣𝑅。由以上两式可以求出粒子做圆周运动的半径粒子的比荷粒子的质量。
2、在磁场中运动的时间为𝑛𝑛𝑚𝑞𝐵,总时间为,因为≪,般认为在盒内的时间近似等于。探究探究二特别提醒洛伦兹力永不做功,磁场的作用是让带电粒子“转圈圈”,电场的作用是加速带电粒子。两形盒狭缝所加的是与带电粒子做匀速圆周运动周期相同的交变电流,且粒子每次经过狭缝时均为加速电压。探究探究二例题回旋加速器形盒中央为质子流,形盒的交流电压为,静止质子经电场加速后,进入形盒,其最大轨道半径为,磁场的磁感应强度为,质子质量为电荷量为。求质子最初进入形盒的动能质子经回旋加速器最后得到的动能交流电源的周期。点拨质子在形盒中运动的动能取决于加速的次数,而粒子最终获得的动能由回旋加速器的半径决定,而交流电源的周期与质子在形盒中做圆周运动的周期相同。带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标思维脉络带电粒子在匀强磁场中的运动是本章的重点和难点,本节知识常与带电粒子。
3、粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场,其运动轨迹如图所示,观察图片,请思考这三个轨迹对应的粒子的速度大小相等吗提示速度不相等,大小关系为公式𝑚𝑣𝑞�速度时运动轨迹如图,由几何知识可求得半径,有,得𝐿𝜃又𝑚𝑣𝑟所以𝐵𝑞𝑟𝑚𝐵𝑞𝐿𝑚𝜃。答案�电荷量为,请思考质子每次经过狭缝时,动能的增加量是多少提示由动能定理知,质子每次经过狭缝时,动能的增加量均为。探究探究二名师精讲回旋加速器的工作原理如图所示,放在处的粒子源发出个带正匀加速直线运动很短︙︙︙︙探究探究二磁场的作用带电粒子以速度垂直磁场方向进入匀强磁场后,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,其周期与速率半径均无关𝑇𝑚𝑞𝐵,带电粒子每次交变电压为保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速,使之能量不断提高,需在窄缝两侧加上跟带电粒子在形盒中运动周期相同的交变电压,周期。
4、进入质谱仪的加速电场,由动能定理得。带电粒子进入质谱仪的偏转磁场,洛伦兹力提供向心力,则有𝑚𝑣𝑅。由以上两式可以求出粒子做圆周运动的半径粒子的比荷粒子的质量等。二三三回旋加速器原理图如图所示。如图所示,回旋加速器的核心部件是半圆金属盒。粒子每经过次加速,其轨道半径就变大,粒子做圆周运动的周期不变。由𝑚𝑣𝑅和得𝑞𝐵𝑅𝑚,即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与有关,与加速电压无关。二三练练多选运动电荷进入磁场后无其他外力作用可能做匀速圆周运动匀速直线运动匀加速直线运动平抛运动解析当电荷垂直匀强磁场方向进入时做匀速圆周运动,当电荷平行于匀强磁场方向进入时做匀速直线运动。答案探究探究二探究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题导引同种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场,其运动轨迹如图所示,观察图片,请思考这三个轨迹对应的粒子的。
5、要提高粒子的最终能量,应增大磁感应强度和形盒的半径。粒子被加速次数的计算粒子在回旋加速器中被加速的次数交变电压为保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速,使之能量不断提高,需在窄缝两侧加上跟带电粒子在形盒中运动周期相同的交变电压,周期𝑚𝑞𝐵。探究探究二粒子最终的能量粒子速度最大时的半径等于进入形盒都运动相等的时间半个周期后平行电场方向进入电场中加速。电场的作用回旋加速器两个形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两形盒正对截面的匀强电场,带电粒子经过该区域时被加速。匀加速直线运动很短︙︙︙︙探究探究二磁场的作用带电粒子以速度垂直磁场方向进入匀强磁场后,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,其周期与速率半径均无关𝑇𝑚𝑞𝐵,带电粒子每次电的粒子,它以速率垂直进入匀强磁场中,在磁场中做匀速圆周运动。在加速器中粒子的运动如下表运动过程运动形式。
6、在电场中的运动和力学知识结合起来进行综合考查,是研究带电粒子在组合场或复合场中运动的基础,学习中应注意以下几点理解带电粒子的速度与磁场垂直时在磁场中做匀速圆周运动。会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式并用它们解答有关问题。二三带电粒子在匀强磁场中的运动运动形式匀速直线运动带电粒子的速度方向与磁场方向平行相同或相反,此时带电粒子所受洛伦兹力为零,粒子将以速度做匀速直线运动。匀速圆周运动带电粒子垂直射入匀强磁场,由于洛伦兹力始终和运动方向垂直,因此,带电粒子的速度大小不变,但是速度方向不断在变化,所以带电粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力。轨迹半径和周期由向洛得𝑣𝑅,所以有𝑚𝑣𝑞𝐵,𝑚𝑞𝐵。二三二质谱仪质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,其原理示意图如图所示。带电粒子。
7、等。二三三回旋加速器原理图如图所示。如图所示,回旋加速器的核心部件是半圆金属盒。粒子每经过次加速,其轨道半径就变大,粒子做圆周运动的周期不变。由𝑚𝑣𝑅和得𝑞𝐵𝑅𝑚,即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与有关,与加速电压无关。二三练练多选运动电荷进入磁场后无其他外力作用可能做匀速圆周运动匀速直线运动匀加速直线运动平抛运动解析当电荷垂直匀强磁场方向进入时做匀速圆周运动,当电荷平行于匀强磁场方向进入时做匀速直线运动。答案探究探究二探究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题导引同种带电粒子以不同的速度垂直射入匀强磁场,其运动轨迹如图所示,观察图片,请思考这三个轨迹对应的粒子的速度大小相等吗提示速度不相等,大小关系为。探究探究二名师精讲做匀速圆周运动时的半径和周期质量为,电荷量为,速率为的带电粒子,在磁感应强度为的匀强磁场中做匀速圆周运。
8、动,洛伦兹力提供向心力,即𝑚𝑣𝑟,可得半径公式𝑚𝑣𝑞�速度时运动轨迹如图,由几何知识可求得半径,有,得𝐿𝜃又𝑚𝑣𝑟所以𝐵𝑞𝑟𝑚𝐵𝑞𝐿𝑚𝜃。答案𝐵𝑞𝐿𝑚𝜃探究探究二探究二回旋加速器问题问题导引如图是回旋加速器的原理图,已知形盒的半径为,匀强磁场的磁感应强度为,交变电流的周期为,若用该回旋加速器来加速质子,设质子的电荷量为,请思考质子每次经过狭缝时,动能的增加量是多少提示由动能定理知,质子每次经过狭缝时,动能的增加量均为。探究探究二名师精讲回旋加速器的工作原理如图所示,放在处的粒子源发出个带正电的粒子,它以速率垂直进入匀强磁场中,在磁场中做匀速圆周运动。在加速器中粒子的运动如下表运动过程运动形式运动时间末点速度匀速圆周运动匀加速直线运动很短匀速圆周运动匀加速直线运动很短︙︙︙︙探究探究二磁场的。
9、为。求质子最初进入形盒的动能质子经回旋加速器最后得到的动能交流电源的周期。点拨质子在形盒中运动的动能取决于加速的次数,而粒子最终获得的动能由回旋加速器的半径决定,而交流电源的,且粒子每次经过狭缝时均为加速电压。探究探究二例题回旋加速器形盒中央为质子流,形盒的交流电压为,静止质子经电场加速后,进入形盒,其最大轨道半径为,磁场的磁感应强度为,质子质量为电荷量般认为在盒内的时间近似等于。探究探究二特别提醒洛伦兹力永不做功,磁场的作用是让带电粒子“转圈圈”,电场的作用是加速带电粒子。两形盒狭缝所加的是与带电粒子做匀速圆周运动周期相同的交变电流𝐸𝑞𝑈是加速电压的大小,个周期加速两次。粒子在回旋加速器中运动的时间在电场中运动的时间为,在磁场中运动的时间为𝑛𝑛𝑚𝑞𝐵,总时间为,因为≪,形盒的半径,即则粒子的最大动能𝑞𝐵𝑅𝑚。可见。
10、运动时间末点速度匀速圆周运动匀加速直线运动很短匀速圆周运动电荷量为,请思考质子每次经过狭缝时,动能的增加量是多少提示由动能定理知,质子每次经过狭缝时,动能的增加量均为。探究探究二名师精讲回旋加速器的工作原理如图所示,放在处的粒子源发出个带正�𝑞𝐿𝑚𝜃探究探究二探究二回旋加速器问题问题导引如图是回旋加速器的原理图,已知形盒的半径为,匀强磁场的磁感应强度为,交变电流的周期为,若用该回旋加速器来加速质子,设质子的公式𝑚𝑣𝑞�速度时运动轨迹如图,由几何知识可求得半径,有,得𝐿𝜃又𝑚𝑣𝑟所以𝐵𝑞𝑟𝑚𝐵𝑞𝐿𝑚𝜃。答案�。探究探究二名师精讲做匀速圆周运动时的半径和周期质量为,电荷量为,速率为的带电粒子,在磁感应强度为的匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即𝑚𝑣𝑟,可得半径探究带电粒子在匀强磁场中。
11、速度大小相等吗提示速度不相等,大小关系为。探究探究二名师精讲做匀速圆周运动时的半径和周期质量为,电荷量为,速率为的带电粒子,在磁感应强度为的匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即𝑚𝑣𝑟,可得半径公式𝑚𝑣𝑞𝐵。再由𝑟𝑣得周期公式𝑚𝑞𝐵。特别提醒带电粒子不计重力以定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场时的运动轨迹当时,带电粒子将做匀速直线运动当⊥时,带电粒子将做匀速圆周运动当带电粒子斜射入磁场时,带电粒子将沿螺旋线运动。探究探究二例题质子和粒子以相同的速率在同匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为和,周期分大,粒子做圆周运动的周期不变。由𝑚𝑣𝑅和得𝑞𝐵𝑅𝑚,即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与有关,与加速电压无关。二三练练多选运动电荷进入磁场后探究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题导引同种带电。
12、用带电粒子以速度垂直磁场方向进入匀强磁场后,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,其周期与速率半径均无关𝑇𝑚𝑞𝐵,带电粒子每次进入形盒都运动相等的时间半个周期后平行电场方向进入电场中加速。电场的作用回旋加速器两个形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两形盒正对截面的匀强电场,带电粒子经过该区域时被加速。交变电压为保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速,使之能量不断提高,需在窄缝两侧加上跟带电粒子在形盒中运动周期相同的交变电压,周期𝑚𝑞𝐵。探究探究二粒子最终的能量粒子速度最大时的半径等于形盒的半径,即则粒子的最大动能𝑞𝐵𝑅𝑚。可见要提高粒子的最终能量,应增大磁感应强度和形盒的半径。粒子被加速次数的计算粒子在回旋加速器中被加速的次数𝐸𝑞𝑈是加速电压的大小,个周期加速两次。粒子在回旋加速器中运动的时间在电场中运动的时间为,。
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