终身会员
搜索
    上传资料 赚现金
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)
    立即下载
    加入资料篮
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)01
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)02
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)03
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)04
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)05
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)06
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)07
    新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)08
    还剩31页未读, 继续阅读
    下载需要20学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 洛伦兹力的应用备课课件ppt

    展开
    这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 洛伦兹力的应用备课课件ppt,共39页。PPT课件主要包含了课前自主学习,偏转线圈,磁偏转,偏转磁场,课堂合作探究,课堂小结,课堂素养达标等内容,欢迎下载使用。

    一、显像管任务驱动 显像管是一种电子射线管,广泛应用在哪里?提示:电视机、监视器等。
    1.构造:电子枪、_________和荧光屏。2.电视显像管的工作原理:(1)电视显像管应用了电子束_______的原理。(2)扫描:电子束打在荧光屏上的位置在_________的控制下一行一行地不断移动。(3)偏转线圈:产生使电子束偏转的_____。
    二、质谱仪任务驱动 质谱仪的作用是什么? 提示:分析和检测同位素。
    1.加速:带电粒子进入质谱仪的加速电场,由动能定理得:__________。 ①2.偏转:带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:_________。②3.由①②两式可以求出粒子的轨迹半径r、质量m、比荷 等。其中由r= 知电荷量相同时,轨迹半径将随_____变化而变化。
    三、回旋加速器任务驱动 回旋加速器加速带电粒子获得的最大动能与哪些因素有关? 提示:除粒子的质量、电荷量外,还有回旋加速器本身的磁场和半径。
    1.粒子每经过一次加速,其轨道半径就要_____,但粒子做圆周运动的周期_____。2.由qvB=m 和Ek= mv2得Ek= 。即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关,与加速电压_____。
    主题 显像管、质谱仪和回旋加速器【实验情境】
    情境1:如图1所示,电视机显像管阴极能够发射电子,电子打到荧光屏上就能发光。电子束在偏转磁场的洛伦兹力作用下偏转,是电视机产生图像的前提。情境2:质谱仪又称质谱计,是分离和检测不同同位素的仪器。如图2所示,质谱仪利用匀强电场先将带电粒子加速,然后通过匀强磁场使垂直入射的粒子偏转,从而测定带电粒子的质量或比荷。情境3:图3中甲是回旋加速器的原理图,已知D形盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,交变电流的周期为T。如图3中乙所示,放在A0处的粒子源发出一个带正电的粒子,它以某一速率v0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情况如表所示。
    【问题探究】(1)情境1中,要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?提示:由左手定则可知,要使电子打在A点,偏转磁场应该垂直于纸面向外。
    (2)情境1中,要使电子在荧光屏的位置从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化?提示:要使电子从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该先垂直于纸面向外并逐渐减小,然后垂直于纸面向里并逐渐增大。
    (3)情境2中,带电粒子比荷跟加速电压U、偏转磁场的磁感应强度B以及粒子轨道半径r之间的关系是怎样的?提示:如图所示,设进入加速电场的带电粒子带电荷量为+q,质量为m,加速电场两板间电压为U,粒子出电场后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场。在加速电场中,由动能定理得qU= mv2。粒子出电场时,速度v= ,在匀强磁场中轨道半径r= ,解得粒子质量m= ,比荷 。
    (4)情境3中,磁场的作用是什么?带电粒子在磁场中有什么运动特点?提示:带电粒子以某一速度垂直于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,其运动周期与速率、半径均无关(T= ),带电粒子每次进入D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。
    (5)情境3中,电场的作用是什么?提示:回旋加速器两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的并垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场,带电粒子经过该区域时被加速。
    (6)情境3中,为了保证带电粒子每次经过电场都被加速,对交变电压的周期有什么要求?提示:为了保证带电粒子每次经过电场时均被加速,使其能量不断提高,交变电压的周期必须等于带电粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期,即T= 。因此,交变电压的周期由带电粒子的质量m、带电量q和加速器中磁场的磁感应强度B决定。
    (7)情境3中,带电粒子经过回旋加速器加速后,最终获得的动能由哪些因素决定?提示:带电粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力充当向心力,qvB=m ,Ek= mv2,因此,带电粒子经过回旋加速器加速后,获得的动能Ek= 。
    【结论生成】  对质谱仪和回旋加速器的三点说明(科学思维)(1)应用质谱仪可测定带电粒子的质量和分析同位素(比荷)。(2)回旋加速器所加交流电压的周期等于带电粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期。(3)回旋加速器中带电粒子的最终能量取决于磁感应强度和D形盒的半径。
    【典例示范】回旋加速器D形盒中央为质子流,D形盒的交流电压为U,静止质子经电场加速后,进入D形盒,其最大轨道半径为R,磁场的磁感应强度为B,质子质量为m。求:(1)质子最初进入D形盒时的动能;(2)质子经回旋加速器加速后最后的动能;(3)交流电源的频率。
    【解析】(1)粒子在电场中加速,由动能定理得:eU=Ek-0,解得Ek=eU。(2)粒子在回旋加速器的磁场中绕行的最大半径为R,由牛顿第二定律得:evB=m ①质子的最大动能:Ekm= mv2②解①②式得:Ekm= 。(3)f= 。答案:(1)eU (2)   (3)
    【误区警示】正确认识回旋加速器(1)带电粒子的能量不能加到无限高。按照狭义相对论,粒子的质量随着速度的增加而增大。而质量的变化会导致其回旋周期的变化,从而破坏与电场变化周期的同步。(2)并不是加速电压越高,粒子获得的能量越高。带电粒子在磁场中获得的最终能量与加速电压无关。加速电压越高,粒子单次加速获得的动能越大,加速次数减少,但粒子获得的最高能量不变。
    【探究训练】1.如图所示,电场强度E的方向竖直向下,磁感应强度B1的方向垂直于纸面向里,磁感应强度B2的方向垂直于纸面向外,在S处有四个二价正离子甲、乙、丙、丁以垂直于电场强度E和磁感应强度B1的方向射入。若四个离子质量m甲=m乙【解析】选B。偏向P1的所受洛伦兹力较小,偏向P2的所受洛伦兹力较大,所以落在P1处的是甲,P2处的是丁;进入B2的速度是相等的,所以质量大的半径大,落在P3处的是乙,P4处的是丙。
    2.(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相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两个D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,下列说法中正确的是(  )A.减小狭缝间的距离B.增大匀强电场间的加速电压C.增大磁场的磁感应强度D.增大D形金属盒的半径
    【解析】选C、D。当粒子从D形盒中出来时速度最大,根据qvmB=m 得vm= 则最大动能为Ekm= 故最大动能与加速的电压无关,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,可以增加粒子的最大动能。故选C、D。
    1.如图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,速度选择器内互相垂直的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。挡板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.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中磁场的方向垂直纸面向里C.能通过狭缝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
    【解析】选A。粒子在速度选择器中做匀速直线运动,有qE=qvB,解得v= 。进入偏转磁场后,有qvB0=m ,解得r= ,知r越小,比荷越大。同位素电量相等,质量不同,则偏转半径不同,所以质谱仪是分析同位素的重要工具。故A正确,C、D错误。因为电荷所受电场力与洛伦兹力平衡,根据左手定则知,磁感应强度的方向垂直纸面向外,故B错误。故选A。
    2.(2020·全国Ⅱ卷)CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点。则(  )
    A.M处的电势高于N处的电势B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
    【解析】选D。电子从M到N做加速运动,故N处的电势高于M处的电势,A错误;经偏转磁场,由左手定则可知偏转磁场的方向垂直于纸面向里,C错误;对电子在电场中由动能定理得eU= mv2①,进入偏转磁场,由牛顿第二定律得evB=m ②,设电子出磁场时与水平方向的夹角为α,设磁场的宽度为d,则有sinα= ③,联立①②③解得sinα= ,当U增大,sinα减小,P点右移,B错误;B增大,sinα增大,P点左移,D正确。
    3.(多选)如图所示是医用回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频交流电源相连。现分别加速氘核( )和氦核( )。下列说法中正确的是(  )A.氘核( )的最大速度较大B.它们在D形盒内运动的周期相等C.氦核( )的最大动能较大D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
    【解析】选B、C。根据qvB=m ,得v= 。两粒子的比荷 相等,所以最大速度相等,故A错误。带电粒子在磁场中运动的周期T= ,两粒子的比荷 相等,所以周期相等,故B正确。最大动能Ek= mv2= ,则有氦核( )的最大动能较大,故C正确。由C选项可知,粒子的最大动能与电源的频率无关,故D错误。故选B、C。
    4.目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场,在磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压。下列说法不正确的是(  )A.B板带正电B.A板带正电C.其他条件不变,只增大射入速度,UAB增大D.其他条件不变,只增大磁感应强度,UAB增大
    【解析】选B。由左手定则,带正电的离子向下偏转打到B板,使B板带正电,带负电的离子向上偏转打到A板,使A板带负电,故A正确,B错误;设A、B两板之间的距离为d,达到稳定时飞入的带电离子二力平衡qvB= ,所以UAB=Bdv,故C、D正确。本题选不正确的,故选B。
    5.如图是回旋加速器示意图。置于真空中的两金属D形盒的半径为R,盒间有一较窄的狭缝,狭缝宽度远小于D形盒的半径,狭缝间所加交变电压的频率为f,电压大小恒为U,D形盒中匀强磁场方向如图所示。在左侧D形盒圆心处放有粒子源S,产生的带电粒子的质量为m,电荷量为q。设带电粒子从粒子源S进入加速电场时的初速度为零,不计粒子重力。求:(1)D形盒中匀强磁场的磁感应强度B的大小;(2)粒子能获得的最大动能Ek;(3)粒子经n次加速后在磁场中运动的半径Rn。
    【解析】(1)粒子做圆周运动的周期与交变电流的周期相等,则有T= 解得B= (2)当粒子的半径达到D形盒的半径时,速度最大,动能也最大,则有qvB=m 则R= 最大动能为Ek= =2π2R2f2m
    相关课件

    高中物理4 洛伦兹力的应用授课ppt课件: 这是一份高中物理4 洛伦兹力的应用授课ppt课件,共48页。

    高中鲁科版 (2019)第1章 安培力与洛伦兹力第3节 洛伦兹力的应用优秀ppt课件: 这是一份高中鲁科版 (2019)第1章 安培力与洛伦兹力第3节 洛伦兹力的应用优秀ppt课件,共32页。

    鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1章 安培力与洛伦兹力第3节 洛伦兹力的应用备课课件ppt: 这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第1章 安培力与洛伦兹力第3节 洛伦兹力的应用备课课件ppt,文件包含13洛伦兹力的应用pptx、13洛伦兹力的应用解析版docx、13洛伦兹力的应用原卷版docx、回旋加速器2swf、回旋加速器原理asf、质谱仪1swf等6份课件配套教学资源,其中PPT共15页, 欢迎下载使用。

    • 精品推荐
    • 所属专辑

    免费资料下载额度不足,请先充值

    每充值一元即可获得5份免费资料下载额度

    今日免费资料下载份数已用完,请明天再来。

    充值学贝或者加入云校通,全网资料任意下。

    提示

    您所在的“深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载 10 份资料 (今日还可下载 0 份),请取消部分资料后重试或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深深圳市第一中学”云校通为试用账号,试用账号每位老师每日最多可下载10份资料,您的当日额度已用完,请明天再来,或选择从个人账户扣费下载。

    您所在的“深圳市第一中学”云校通余额已不足,请提醒校管理员续费或选择从个人账户扣费下载。

    重新选择
    明天再来
    个人账户下载
    下载确认
    您当前为教习网VIP用户,下载已享8.5折优惠
    您当前为云校通用户,下载免费
    下载需要:
    本次下载:免费
    账户余额:0 学贝
    首次下载后60天内可免费重复下载
    立即下载
    即将下载:资料
    资料售价:学贝 账户剩余:学贝
    选择教习网的4大理由
    • 更专业
      地区版本全覆盖, 同步最新教材, 公开课⾸选;1200+名校合作, 5600+⼀线名师供稿
    • 更丰富
      涵盖课件/教案/试卷/素材等各种教学资源;900万+优选资源 ⽇更新5000+
    • 更便捷
      课件/教案/试卷配套, 打包下载;手机/电脑随时随地浏览;⽆⽔印, 下载即可⽤
    • 真低价
      超⾼性价⽐, 让优质资源普惠更多师⽣
    VIP权益介绍
    • 充值学贝下载 本单免费 90%的用户选择
    • 扫码直接下载
    元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
    您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      充值到账1学贝=0.1元
      0学贝
      本次充值学贝
      0学贝
      VIP充值赠送
      0学贝
      下载消耗
      0学贝
      资料原价
      100学贝
      VIP下载优惠
      0学贝
      0学贝
      下载后剩余学贝永久有效
      0学贝
      • 微信
      • 支付宝
      支付:¥
      元开通VIP,立享充值加送10%学贝及全站85折下载
      您当前为VIP用户,已享全站下载85折优惠,充值学贝可获10%赠送
      扫码支付0直接下载
      • 微信
      • 支付宝
      微信扫码支付
      充值学贝下载,立省60% 充值学贝下载,本次下载免费
        下载成功

        Ctrl + Shift + J 查看文件保存位置

        若下载不成功,可重新下载,或查看 资料下载帮助

        本资源来自成套资源

        更多精品资料

        正在打包资料,请稍候…

        预计需要约10秒钟,请勿关闭页面

        服务器繁忙,打包失败

        请联系右侧的在线客服解决

        单次下载文件已超2GB,请分批下载

        请单份下载或分批下载

        支付后60天内可免费重复下载

        我知道了
        正在提交订单

        欢迎来到教习网

        • 900万优选资源,让备课更轻松
        • 600万优选试题,支持自由组卷
        • 高质量可编辑,日均更新2000+
        • 百万教师选择,专业更值得信赖
        微信扫码注册
        qrcode
        二维码已过期
        刷新

        微信扫码,快速注册

        手机号注册
        手机号码

        手机号格式错误

        手机验证码 获取验证码

        手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

        设置密码

        6-20个字符,数字、字母或符号

        注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
        QQ注册
        手机号注册
        微信注册

        注册成功

        下载确认

        下载需要:0 张下载券

        账户可用:0 张下载券

        立即下载
        使用学贝下载
        账户可用下载券不足,请取消部分资料或者使用学贝继续下载 学贝支付

        如何免费获得下载券?

        加入教习网教师福利群,群内会不定期免费赠送下载券及各种教学资源, 立即入群

        即将下载

        新教材物理鲁科版选择性必修第二册课件:第1章+第3节+洛伦兹力的应用(课件)
        该资料来自成套资源,打包下载更省心 该专辑正在参与特惠活动,低至4折起
        [共10份]
        浏览全套
          立即下载(共1份)
          返回
          顶部
          Baidu
          map