2019-2020年高三物理一轮复习 第34讲 与磁场有关的电磁仪器导学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 第34讲 与磁场有关的电磁仪器导学案【学习目标】 1. 了解与磁场有关的仪器构造及原理 2. 运用运动电荷在仪器提供的场中的运动特征处理具体问题【学法指导】本章知识仍会在大型综合题中出现，并且命题背景会更加新颖、前沿，注重实际应用【自主预习或合作探究】一、各种仪器构造及原理1.质谱仪 （研究粒子轨道半径、粒子质量、比荷）(1)构造：如右图所示，由粒子源、加速电场、匀强磁场和照相底片等构成。(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qUmv2。粒子进入磁场后受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvBm。可得出需要。r ，m，。2回旋加速器构造：如右图所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源。D形盒处于匀强磁场中。原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在做圆周运动的过程中每次经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速，由qvB，得Ekm，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定，与加速电压无关。3.速度选择器(1) 构造：如右图所示，平行板间有正交的电场和磁场，不计重力(2) 原理若qv0BEq，即v0，粒子做匀速直线运动4.磁流体发电机构造：如右图所示，平行板间有垂直向内的磁场，不计重力原理：等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负电，两极电压为U时稳定，qqv0B，Uv0Bd5.电磁流量计原理：qqvB 所以v 所以QvS6.霍尔元件原理：当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向 上出现电势差二相关练习(多选)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。速度选择器内相互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速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小【拓展延伸】回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是( )A离子从磁场中获得能量B带电粒子的运动周期是变化的C离子由加速器的中心附近进入加速器D增大金属盒的半径，粒子射出时的动能不变