课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)

1.4质谱仪与回旋加速器自主预习重点探究反馈练习新教材选择性必修21.4质谱仪与回旋加速器自主预习重点探究反馈练习新教材选择【学习目标】1.掌握质谱仪的结构及工作原理，掌握粒子在磁场中运动的半径和粒子的比荷.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.【学习目标】1.掌握质谱仪的结构及工作原理，掌握粒子在磁场中1自主预习1.质谱仪构造：主要构件有加速

、偏转

和照相底片.2.运动过程(如图)一、质谱仪电场磁场1自主预习1.质谱仪构造：主要构件有加速3qU(2)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动，r＝_____，可得r＝___________.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

.比荷qU(2)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动41.回旋加速器的构造：两个D形盒，两D形盒接

流电源，D形盒处于垂直于D形盒的匀强

中，如图.2.工作原理(1)电场的特点及作用特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在

的电场.作用：带电粒子经过该区域时被

.二、回旋加速器交磁场周期性变化加速1.回旋加速器的构造：两个D形盒，两D形盒接流电5(2)磁场的特点及作用特点：D形盒处于与盒面垂直的

磁场中.作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做

运动，从而改变运动

，

圆周后再次进入电场.匀强匀速圆周方向半个(2)磁场的特点及作用匀强匀速圆周方向半个62知识点一质谱仪【交流讨论】如图所示为质谱仪原理示意图.设粒子质量为m、电荷量为q，加速电场电压为U，偏转磁场的磁感应强度为B，粒子从容器A下方的小孔S1飘入加速电场，其初速度几乎为0.则粒子进入磁场时的速度是多大？打在底片上的位置到S3的距离多大？2知识点一质谱仪【交流讨论】如图所示为质谱仪原理示意图.7课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)8【深度理解】【深度理解】9【例1】质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理图如图3所示.离子源S产生的各种不同正离子束(速度可视为零)，经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点.设P到S1的距离为x，则（）A.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小B.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大C.只要x相同，对应的离子质量一定相同D.只要x相同，对应的离子的电荷量一定相等【例1】质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)【例2】如图所示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.速度选择器内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下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是（）A.粒子带正电B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小【例2】如图所示是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场【解析】由粒子在磁场中的运动轨迹结合左手定则知，粒子带正电，粒子在速度选择器中所受电场力向右，则洛伦兹力向左，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故A、B正确；【解析】由粒子在磁场中的运动轨迹结合左手定则知，粒子带正电，3知识点二回旋加速器

3知识点二回旋加速器15课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)16课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)17课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)18【例3】(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，在两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图11所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子(电荷量为q、质量为m，不计重力)射出时的动能，则下列方法中可行的是（）A.增大匀强电场间的加速电压

B.减小狭缝间的距离C.增大磁场的磁感应强度

D.增大D形金属盒的半径【例3】(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是19由此可知动能与加速电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，就可以增加粒子射出时的动能，故C、D正确，A、B错误.由此可知动能与加速电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度204反馈练习4反馈练习21课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)22课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)23课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)24课时14-质谱仪与回旋加速器(课件)2020-2021学年高二物理(新教材人教版选择性必修第二册)25课时14-质谱仪与