,可以算出粒子的比荷𝑞𝑚或算出它的质量应用测量带电粒子的质量和分析同位素二思考讨论什么样的粒子打在质谱仪显示屏上的位置会不同位置的分布有什么规律提示由𝐵𝑚𝑈𝑞知,带电粒子的比二质谱仪和回旋加速器质谱仪原理如图二带电粒子运动分析加速电场加速根据动能定理,匀强磁场偏转洛伦兹力提供向心力,𝑚𝑣𝑟结论𝐵𝑚𝑈𝑞,测出半径做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力即𝑚𝑣𝑟轨道半径𝑚𝑣𝑞𝐵运动周期𝑚𝑞𝐵周期表达式告诉我们,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟半径和运动速度无关二知道质谱仪和回旋加速器的构造和原理二带电粒子在匀强磁场中的运动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中当时,带电粒子将做匀速直线运动当⊥时,带电粒子将器来加速质子,设质子的电荷量为,请思考带电粒子在匀强磁场中的运动情境导入课程目标知道洛伦兹力不做功,只改变带电粒子的速度方向,不改变速度的大小掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律和分析方法周运动的轨迹半径公式和周期公式是分析此类问题的依据探究探究二探究三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,交流电的周期为,若用该回旋加速答案𝑒𝐵𝑑𝑣𝑑𝑣探究探究二探究三题后反思分析带电粒子在磁场中做圆周运动问题的要点确定带电粒子的运动轨迹半径圆心角等是解决此类问题的关键掌握带电粒子在匀强磁场中做圆三解析如图所示,由几何关系得,由牛顿第二定律得,𝑚𝑣𝑅联立以上方程得,𝑒𝐵𝑑𝑣电子在磁场中运动的周期𝑚𝑒𝐵时间𝑚𝑒𝐵𝑑𝑣运动时间点拨根据题意先确定粒子做圆周运动的圆心,由几何知识确定半径,再结合半径公式求出比荷和确定粒子的运动时间时,要找出粒子在磁场中绕圆心转过的圆心角,结合周期公式求出运动时间探究探究二探究究三例如图所示,束电子电荷量为以速度垂直射入磁感应强度为宽度为的匀强磁场,穿过磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为不计电子重力求电子的质量电子在磁场中的速度方向之间的夹角叫做偏向角,偏向角等于圆弧轨道𝑃𝑀对应的圆心角,即,如图丙所示圆弧轨道𝑃𝑀所对圆心角等于弦与切线的夹角弦切角的倍,即,如图丙所示丙探究探究二探该粒子做圆周运动的周期,以上两式说明转过的圆心角越大,所用时间越长,与运动轨迹长度半径无关探究探究二探究三确定带电粒子运动圆弧所对圆心角的两个重要结论带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的,观察图片,请思考探,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为时,其运动时间可由下式表示𝛼或𝛼说明式𝛼中的以“度”为单位,式𝛼中以“弧度”为单位,为流电压的周期由带电粒子的质量电荷量和加速器中磁场的磁感应强度来决定探究探究二探究三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磁场的特点及作用特点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,半个周期后再次进入电场二思考讨论回旋加速器所用交变电压的周期由什么决定提示交显示屏上的位置不同它们的位置按比荷大小的顺序排列二回旋加速器构造图如图二工作原理电场的特点及作用特点两个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的质量和分析同位素二思考讨论什么样的粒子打在质谱仪显示屏上的位置会不同位置的分布有什么规律提示由𝐵𝑚𝑈𝑞知,带电粒子的比荷与偏转距离的平方成反比,凡是比荷不相等的粒子打在质谱仪显的质量和分析同位素二思考讨论什么样的粒子打在质谱仪显示屏上的位置会不同位置的分布有什么规律提示由𝐵𝑚𝑈𝑞知,带电粒子的比荷与偏转距离的平方成反比,凡是比荷不相等的粒子打在质谱仪显示屏上的位置不同它们的位置按比荷大小的顺序排列二回旋加速器构造图如图二工作原理电场的特点及作用特点两个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磁场的特点及作用特点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,半个周期后再次进入电场二思考讨论回旋加速器所用交变电压的周期由什么决定提示交流电压的周期由带电粒子的质量电荷量和加速器中磁场的磁感应强度来决定探究探究二探究三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,请思考探,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为时,其运动时间可由下式表示𝛼或𝛼说明式𝛼中的以“度”为单位,式𝛼中以“弧度”为单位,为该粒子做圆周运动的周期,以上两式说明转过的圆心角越大,所用时间越长,与运动轨迹长度半径无关探究探究二探究三确定带电粒子运动圆弧所对圆心角的两个重要结论带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角叫做偏向角,偏向角等于圆弧轨道𝑃𝑀对应的圆心角,即,如图丙所示圆弧轨道𝑃𝑀所对圆心角等于弦与切线的夹角弦切角的倍,即,如图丙所示丙探究探究二探究三例如图所示,束电子电荷量为以速度垂直射入磁感应强度为宽度为的匀强磁场,穿过磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为不计电子重力求电子的质量电子在磁场中的运动时间点拨根据题意先确定粒子做圆周运动的圆心,由几何知识确定半径,再结合半径公式求出比荷和确定粒子的运动时间时,要找出粒子在磁场中绕圆心转过的圆心角,结合周期公式求出运动时间探究探究二探究三解析如图所示,由几何关系得,由牛顿第二定律得,𝑚𝑣𝑅联立以上方程得,𝑒𝐵𝑑𝑣电子在磁场中运动的周期𝑚𝑒𝐵时间𝑚𝑒𝐵𝑑𝑣答案𝑒𝐵𝑑𝑣𝑑𝑣探究探究二探究三题后反思分析带电粒子在磁场中做圆周运动问题的要点确定带电粒子的运动轨迹半径圆心角等是解决此类问题的关键掌握带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的轨迹半径公式和周期公式是分析此类问题的依据探究探究二探究三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,交流电的周期为,若用该回旋加速器来加速质子,设质子的电荷量为,请思考带电粒子在匀强磁场中的运动情境导入课程目标知道洛伦兹力不做功,只改变带电粒子的速度方向,不改变速度的大小掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律和分析方法知道质谱仪和回旋加速器的构造和原理二带电粒子在匀强磁场中的运动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中当时,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,洛伦兹力提供向心力即𝑚𝑣𝑟轨道半径𝑚𝑣𝑞𝐵运动周期𝑚𝑞𝐵周期表达式告诉我们,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟半径和运动速度无关二二质谱仪和回旋加速器质谱仪原理如图二带电粒子运动分析加速电场加速根据动能定理,匀强磁场偏转洛伦兹力提供向心力,𝑚𝑣𝑟结论𝐵𝑚𝑈𝑞,测出半径,可以算出粒子的比荷𝑞𝑚或算出它的质量应用测量带电粒子的质量和分析同位素二思考讨论什么样的粒子打在质谱仪显示屏上的位置会不同位置的分布有什么规律提示由𝐵𝑚𝑈𝑞知,带电粒子的比荷与偏转距离的平方成反比,凡是比荷不相等的粒子打在质谱仪显示屏上的位置不同它们的位置按比荷大小的顺序排列二回旋加速器构造图如图二工作原理电场的特点及作用特点两个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磁场的特点及作用特点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,半个周期后再次进入电场二思考讨论回旋加速器所用交变电压的周期由什么决定提示交流电压的周期由带电粒子的质量电荷量和加速器中磁场的磁感应强度来决定探究探究二探究三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,观显示屏上的位置不同它们的位置按比荷大小的顺序排列二回旋加速器构造图如图二工作原理电场的特点及作用特点两个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流电压的周期由带电粒子的质量电荷量和加速器中磁场的磁感应强度来决定探究探究二探究三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该粒子做圆周运动的周期,以上两式说明转过的圆心角越大,所用时间越长,与运动轨迹长度半径无关探究探究二探究三确定带电粒子运动圆弧所对圆心角的两个重要结论带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的究三例如图所示,束电子电荷量为以速度垂直射入磁感应强度为宽度为的匀强磁场,穿过磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为不计电子重力求电子的质量电子在磁场中的三解析如图所示,由几何关系得,由牛顿第二定律得,𝑚𝑣𝑅联立以上方程得,𝑒𝐵𝑑𝑣电子在磁场中运动的周期𝑚𝑒𝐵时间𝑚𝑒𝐵𝑑𝑣周运动的轨迹半径公式和周期公式是分析此类问题的依据探究探究二探究三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,交流电的周期为,若用该回旋加速知道质谱仪和回旋加速器的构造和原理二带电粒子在匀强磁场中的运动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中当时,带电粒子将做匀速直线运动当⊥时,带电粒子将二质谱仪和回旋加速器质谱仪原理如图二带电粒子运动分析加速电场加速根据动能定理,匀强磁场偏转洛伦兹力提供向心力,𝑚𝑣𝑟结论𝐵𝑚𝑈𝑞,测出半径