六、带电粒子在磁场中的运动 质谱仪..doc

六、带电粒子在磁场中的运动质谱仪【要点导学】1、本节学****带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动规律,应学会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式、周期公式,并会用它们解答有关问题,知道质谱仪的工作原理和应用。2、带电粒子以垂直于磁场的速度进入磁场时,根据左定则粒子所受的洛伦兹力既垂直于_____方向、又垂直于________方向,即洛伦兹力垂直于速度方向、磁感应强度方向所构成的平面,,根据动能定理,粒子的动能不变,即速度大小不变,洛伦兹力仅在不断改变粒子的速度____,粒子做半径公式为___________,周期为______________的匀速圆周运动。3、粒子的_______________之比叫做比荷,比荷是带电粒子的一种基本属性,质谱仪是测定带电粒子比荷的重要仪器,利用质谱仪可以精确测定某种元素的原子量,区分同位素.【范例精析】图15-6-1例1、有一圆形边界的匀强磁场区域,一束质子流以不同的速率,由圆周上的同一点,沿半径方向射入磁场,质子在磁场中【】:质子在圆形磁场中走过一段圆弧后离开圆形磁场区域,如图15-6-1所示,由几何关系可知ABO四点共圆,tan=R/r=BqR/mv,质子在磁场中运动的时间为t=2T/2π=T/π,由于周期不变,,对应的较大,即运动时间较长;粒子偏转角度大时对应的运动时间也长,由于质子最终将离开圆形磁场,所以在磁场中运动的时间不可能无限长,:粒子在圆形磁场中的运动时间到底由什么因素决定?应养成配图分析的****惯、推导粒子在磁场中运动时间的决定因素,在这个基础上再对各个选项作出判断。例2、粒子()和氘核()垂直于磁感线方向进入同一匀强磁场中,它们作匀速圆周运动的半径相同,其原因可能是它们【】:根据得半径公式为,如果相同,则,粒子和氘核的荷质比是相同的,所以相同,答案A是正确的;如果初动能相同,则,由于粒子和氘核的不相同,所以不相同,答案B是错误的;如果初动量相同,则,由于粒子和氘核的电量不相同,所以不相同,答案C是错误的;当进入磁场前均由静止起经同一电场加速时,,-6-2拓展:本题涉及的知识有动能、动量、粒子的比荷、带电粒子在电场中的加速等,涉及的运算技能主要是比值法运算,公式的变形等,学****过程中应注重逻辑推理能力的培养。图15-6-3例3、如图15-6-2所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直平面并指向纸面外,(不计重力)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,,求该粒子的电荷量与质量之比q/:洛伦兹力提供向心力①几何关系如图15-6-3所示,②整理得③拓展:涉及带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题时,正确分析出几何关系是重点,为此解题过程必须作图分析。如图15-6-4为一金属圆筒的横截面,半径R,筒内有匀强磁场,磁