《高中物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》学案(3)(新人教版选修3-1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理：3.6《带电粒子在匀强磁场中的运动》学案(3)(新人教版选修3-1)（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动（三）【学习目标】1、知道质谱仪的工作原理。2、知道回旋加速器的基本构造、工作原理、及用途。【重点难点】带电粒子在回旋加速器中的运动情况分析。【要点导学】1、质谱仪由静电加速极、速度选择器、_、显示屏等组成 .2、试述质谱仪的工作原理:_3、回旋加速器核心部件为_（加匀强磁场）和_ （加交变电场） 。4、回旋加速器加速原理：_【典型例题】1、质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示， 离子源S 生带电量为 q 的某种正离子，离子产生出米时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压 U 加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁
2、感应强度为B 的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P 上 .实验测得 :它在 P 上的位置到入口处 S1 的距离为 a，离子束流的电流为 I.请回答卜列问题 :(1)在时间 t 内射到照相底片P 上的离子的数目为 _ It/q _.(2)单位时间穿过入口处 S1 离子束流的能量为 _ UI _.2mqBa2(3)试证明这种离子的质量为8U.2. 用一回旋加速质子，半圆形D 盒电极半径为0.532m，盒内磁感应强度B=1.64T，已知质子的质量 m=1.6710-27 ，电量 q=1.6 10-19C。试求：所需高频交流电压的频率为多少？质子能达到的最大能量是多少？3、目前世界上正在
3、研究的新型发电机磁流体发电机的原理如图所示.设想在相距为d,且足够长的甲、乙两金属板间加有垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场 ,两板通过电键和灯泡相连 ,将气体加热到使之高度电离 .由于正负电荷一样多 ,且带电量均为 q,故称为等离子体 .将其以速度 V 喷入甲、 乙两板之间 ,这时甲、 乙两板就会聚集电荷 ,产生电压 ,它可以直接把内能转化为电能 .试问： (1)图中哪个极板是发电机的正极 ?(2)发电机的电动势多大 ?(3)设喷入两极间的离子流每立方米有 n 对一价正负离子 ,等离子体的截面积为 S,则发电机的最大功率多大 ?用心爱心专心答案 :(1)甲 (2)Bdv(3)2ndqS
4、Bv24、如图所示， 回旋加速器 D 型盒的半径为 R,匀强磁场的磁感应强度为 B，高频电场的电压为 U，So 为粒子源， S为引出口。若被加速粒子的质量为 m，电荷量为 q，设粒子加速时质量不变，且不考虑粒子从粒子源出来时具有的能量。求：外加电场的变化周期为多少？粒子从加速器中射出时所具有的能量？粒子在加速器中被加速的时间共为多少？【高考链接】如图所示 ,矩形管长L、宽为d、高为 h,上下两平面是绝缘体,相距为 d 的两侧面是导体,并用粗导线 MN 相连 .令电阻率为 的水银充满管口 ,源源不断地流过该矩形管.已知水银匀速通过管子的速度与管子两端的压强成正比,且当管两端压强差为p 时 ,水银的流速为 v0.今在矩形管所在的区域加一与管子的上下平面垂直的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B(图中未画出 ).待稳定后 ,求水银在管中的流速 .pv0答案 : pB2 v0 L用心爱心专心
