高二物理(回旋加速器)要点解析.pptVIP

[例1] (1).其他条件不变，把粒子改为负电荷，能通过吗？ (2).电场、磁场方向不变，粒子从右向左运动，能直线通过吗？ ⑵、平衡方程 F电=F洛 即 U=Bvd * * [知识梳理] 1．复合场 (1)叠加场：电场、磁场 、重力场共存，或其中某 两场共存． (2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场 交替 出现． 专 题 带电粒子在复合场中运动的实际应用 一、速度选择器 二、磁流体发电机 三、电磁流量计 四、霍尔元件 五、质谱仪 六、回旋加速器 一.速度选择器 即 带正电的粒子（不计重力） Eq Bqv VE/B VE/B qvB Eq qvB Eq 1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关. 2. 带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器.否则偏转. 如图所示，一束正离子垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域，结果发现有些离子仍保持原来的运动方向，未发生任何偏转．如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分成几束，对这些进入另一磁场的离子，可得出结论（ ） A．它们的动能一定各不相同 B．它们的电荷量一定各不相同 C．它们的质量一定各不相同 D．它们的电荷量与质量之比一定各不相同 练1： 二.磁流体发电机 粒子源（流体）：等离子束 B 正电荷 ⑴、原理 d 三、电磁流量计 S上 B I S下 v Eq=Bqv I=nqvS=nqvhd U=Eh=Bvh h d 四、霍耳效应 【例2】一个长方体金属块放在匀强磁场中，若将金属块通以如图所示的电流，则金属块上下两表面M、N间的电势高低是 (　　 ) A．φM＝φN B．φMφN C．φMφN D．无法判定 五、质谱仪 1.构造 ①带电粒子注入器 ②加速电场（U） ③速度选择器（E B1) ④偏转磁场（B2) ⑤照相底片 【例3】质谱仪由静电加速器、速度选择器、偏转磁场和显示屏等组成．带电粒子从容器下方的小孔进入加速电场，其初速度几乎为零．若带电粒子最后打在照相底片的P点,现测得P到入口S的距离为x,已知B1，B2，E，求该带电粒子的比荷(U未知) U 1 2 五、回旋加速器 V1 V2 V3 Vm 回旋加速器 V4 工作原理 ①电场加速 ②磁场约束偏转 ③加速条件 注：每一个周期加速两次. 目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环形管道的半径为2公里。产生的高能粒子能量为5000亿电子伏特。 二、回旋加速器 V0 V1 V2 V3 V4 V5 1、带电粒子在两D形盒中回旋周期等于两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速二次 2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接起　来是一个初速度为零的匀加速直线运动 3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，　 每次增加的动能为 所有各次半径之比为： 4、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半径是相同的。 5、回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子的方面前进了一  大步，了解其它类型的加速器： 直线加速器、同步加速器、电子感应加速器、串列加速器、电子对撞机等 【例4】回旋加速器如图所示，已知D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。 A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。求： （1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比； （2）粒子获得的最大 动能E㎞。 （1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间 狭缝后轨道半径之比 （2）粒子获得的最大动能Ek。 * * *