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(shí)間：20111218學(xué)生姓名學(xué)生姓名________學(xué)習(xí)小組____組內(nèi)編號(hào)____組內(nèi)評(píng)價(jià)____老師評(píng)價(jià)_____主編:孫緒軍審核：包科領(lǐng)導(dǎo)：________1第九章第九章《磁場(chǎng)磁場(chǎng)》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(jì)劃課時(shí)計(jì)劃課時(shí)】4課時(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會(huì)分析粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾種典型模型；并靈活運(yùn)用力學(xué)規(guī)律解決問題。2.會(huì)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(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)】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(jì)一、電磁流量計(jì)：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(dòng)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(shì)差由左手定則知，b側(cè)電勢(shì)高，當(dāng)自由電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)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(jī)二、磁流體發(fā)電機(jī)：如圖是磁流體發(fā)電機(jī)，其原理是等離子氣體噴入磁場(chǎng)，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(shì)差，由左手定則知，正離子向B板聚集，B板電勢(shì)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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通過A、B板間時(shí)，A、B板上聚集的電荷最多，板間電勢(shì)差最大，即為電源電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)離子受力平衡：，電動(dòng)勢(shì)。BvBqvqE＝，＝場(chǎng)場(chǎng)EBLvLEE??場(chǎng)【

4、例1】1】磁流體發(fā)電機(jī)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(qiáng)磁場(chǎng)B，該發(fā)電機(jī)哪個(gè)極板為正極？?jī)砂彘g最大電壓為U時(shí)，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(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)而指向GH，時(shí)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時(shí)，在銅板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)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(dòng)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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢(shì)______(填“高于”、“

6、低于”或“等于”)下側(cè)面A′的電勢(shì)。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(shì)差為U時(shí)，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(gè)nek1?數(shù)?！窘馕鼋馕觥竣湃鐖D，金屬導(dǎo)體中定向移動(dòng)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(dòng)，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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，4cm和y8cm有粒子射出D左邊界:0m2），電荷量均為q。加速電場(chǎng)的電勢(shì)差為U，離子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略，不計(jì)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(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率v1；（2）當(dāng)感應(yīng)強(qiáng)度大小為B時(shí)，求兩種離子在GA邊落點(diǎn)的間距s；（3）在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實(shí)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(diǎn)區(qū)域重疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離。設(shè)