05質(zhì)譜儀和回旋加速器1

1、鄖西一中2012屆高三物理一輪學(xué)案《質(zhì)譜儀和回旋加速器》時間：20111218學(xué)生姓名學(xué)生姓名________學(xué)習(xí)小組____組內(nèi)編號____組內(nèi)評價____老師評價_____主編:孫緒軍審核：包科領(lǐng)導(dǎo)：________1第九章第九章《磁場磁場》第五講第五講《質(zhì)譜儀和回旋加速器質(zhì)譜儀和回旋加速器》【計劃課時計劃課時】4課時【學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會分析粒子在復(fù)合場中運動的幾種典型模型；并靈活運用力學(xué)規(guī)律解決問題。2.會分析質(zhì)譜儀和回旋加

2、速器的工作原理?！窘虒W(xué)重難點教學(xué)重難點】質(zhì)譜儀和回旋加速器的工作原理的綜合應(yīng)用。一、電磁流量計一、電磁流量計：如圖所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差由左手定則知，b側(cè)電勢高，當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定由qvB=Eq和E=Ud，可得流速v=UBd.流量Q=Sv=πUd4B。二、磁流體發(fā)

3、電機二、磁流體發(fā)電機：如圖是磁流體發(fā)電機，其原理是等離子氣體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到A、B板上，產(chǎn)生電勢差，由左手定則知，正離子向B板聚集，B板電勢高，R中電流的方向向上，設(shè)A、B平行金屬板相距L，噴入氣體速度為v，板間磁場的磁感應(yīng)強度為B，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通過A、B板間時，A、B板上聚集的電荷最多，板間電勢差最大，即為電源電動勢，此時離子受力平衡：，電動勢。BvBqvqE＝，＝場場EBLvLEE??場【

4、例1】1】磁流體發(fā)電機原理圖如右，等離子體從左向右高速噴射，間距為d的兩極板間有如圖方向的勻強磁場B，該發(fā)電機哪個極板為正極？兩板間最大電壓為U時，離子的速度為多少？【練1】1】如圖所示，連接平行金屬板P1和P2的導(dǎo)線的一部分CD和另一連接電池的回路的一部分GH平行，金屬置于垂直紙面向里的勻強磁場中，當(dāng)一束等離子體從左方射入兩金屬板之間，CD段導(dǎo)線受到力作用的方向是A指向GH；B背離GH；C時而指向GH，時而背離GH；D不受力作用.三、

5、霍爾效應(yīng)：三、霍爾效應(yīng)：【例2】2】如圖所示，厚度為h，寬度為d的銅板放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時，在銅板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，實驗表明，當(dāng)磁場不太強時，電勢差U、電流和B的關(guān)系式中的比IdIBkU?例系數(shù)k為霍爾系數(shù)。設(shè)電流是電子的定向移動形成的，電子的平均定向速度為，電荷量為e，回答下列問題：Iv⑴達到穩(wěn)定狀態(tài)時，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢______(填“高于”、“

6、低于”或“等于”)下側(cè)面A′的電勢。⑵電子所受的洛倫茲力的大小為________。⑶當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢差為U時，電子所受靜電力大小為_____。⑷由靜電力和洛倫茲力的平衡條件，證明霍爾系數(shù)，其中n為導(dǎo)體單位體積中電子的個nek1?數(shù)?！窘馕鼋馕觥竣湃鐖D，金屬導(dǎo)體中定向移動的是自由電子，由于銅板中的電流方向是向右的，所以自由電子向左移動，根據(jù)左手定則，電子受到的洛倫茲力指向上側(cè)面A，故電子向上側(cè)面A偏轉(zhuǎn)，聚集在導(dǎo)體板的A側(cè)，下側(cè)面

7、A′出現(xiàn)正電荷，故達到穩(wěn)定狀態(tài)時，4cm和y8cm有粒子射出D左邊界:0m2），電荷量均為q。加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以忽略，不計重力，也不考慮離子間的相互作用。（1）求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時的速率v1；（2）當(dāng)感應(yīng)強度大小為B時，求兩種離子在GA邊落點的間距s；（3）在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度。若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域重疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。設(shè)