3.6带电粒子在匀强磁场中运动课件.ppt

1、猜想与假设猜想与假设F洛洛F洛洛F洛洛F洛洛 - B v + v B FF=0+rvmqv2BqBmvr BTmvrTqm2qBvr2可知结合根据m VRqB2mTqBTt2qBmT230OBdv 例：例：rA=30v ffqBmqBmt3261qBmqBmt35265mq2vqUmv21S S221U 可可得得：间间，电电场场力力做做功功获获得得能能在在qmU2B1rvqmvrrvmqv,v2 可可得得：代代入入洛洛仑仑兹兹力力提提供供向向心心力力垂垂直直进进入入磁磁场场以以速速度度BB一、质谱仪一、质谱仪原理分析原理分析一、质谱仪一、质谱仪原理分析原理分析NUOMB221mvqU rmvq

2、vB2 222rBUmq MB2EB1NqE=qvB1rmvqvB22 rBBEmq21qUmv212 +U+P1图图3.6-5多级加速器多级加速器P2P3P4P5P6一级一级二级二级三级三级n级级多级直线加速器有什么缺点？多级直线加速器有什么缺点？+- +-不变无关、与TrvqBmT22DqBmv mqBDv2 2DqBmv 221mvEK mDBqEK8222 mDBqEK8222qBmT2qUEKqBmvR ,mqBRv mqRBmvEk2212222 dIBnqU1nqK1IBdh霍尔效应霍尔效应I=neSv=nedhveU/h=evBU=IB/ned=kIB/dk是霍尔系数是霍尔系数

3、 例例1212、霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力。当静电子与洛仑兹力达到平衡时，对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力。当静电子与洛仑兹力达到平衡时，导体上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流导体上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I I是由电子的定向流动形是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为成的，电子的平均定向速度为v v，电量为，电

4、量为e e。回答下列问题：。回答下列问题： （1 1）达到稳定状态时，导体板上侧面）达到稳定状态时，导体板上侧面A A的电势的电势_下侧面的电势下侧面的电势（填高于、低于或等于）。（填高于、低于或等于）。 （2 2）电子所受洛仑兹力的大小为）电子所受洛仑兹力的大小为_。 （3 3）当导体板上下两侧之间的电势差为）当导体板上下两侧之间的电势差为U U时，电子所受静电力的大小时，电子所受静电力的大小为为_。 （4 4）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数）由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数 K= K= ，其中，其中n n代表导体板单位体积中电子的个数。代表导体板单位体积中电子的个数。

5、ne1低于低于BeVBeVUe/hUe/h.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：A、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋、电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋B、电场和磁场同时用来加速带电粒子、电场和磁场同时用来加速带电粒子C、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由加速电压决定动能由加速电压决定D、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大、同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由磁感应强度动能由磁感应强度B决定和加速电压决定决定和加速电压决定(A)06年广东东莞中学高

6、考模拟试题年广东东莞中学高考模拟试题88回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分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两极相连接的两个是分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速两子在通过狭缝时都能得到加速两D形金属盒处于垂形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为磁感应强度为B，D形金属盒的半径为形金属盒的半径为R，狭缝间的距，狭缝间的距离为离为d，匀强电场间的加速

7、电压为，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子，要增大带电粒子（电荷量为（电荷量为q质量为质量为m，不计重力）射出时的动能，则，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是：下列方法中正确的是： ( )A增大匀强电场间的加速电压增大匀强电场间的加速电压 B减小狭缝间的距离减小狭缝间的距离C增大磁场的磁感应强度增大磁场的磁感应强度 D增大增大D形金属盒的半径形金属盒的半径dRBU解：解：qBmvR mqBRv m)qBR(mvEk22122 C D北京正负电子对撞机：撞出物质奥秘北京正负电子对撞机：撞出物质奥秘 大科学装置的存在和应用水大科学装置的存在和应用水平，是一个国家科学技术发展的平，是

8、一个国家科学技术发展的具象。它如同一块巨大的磁铁，具象。它如同一块巨大的磁铁，能够集聚智慧，构成一个多学科能够集聚智慧，构成一个多学科阵地。作为典型的大科学装置，阵地。作为典型的大科学装置，北京正负电子对撞机的重大改造北京正负电子对撞机的重大改造工程就是要再添磁力。工程就是要再添磁力。 北京正负电子对撞机在我国大科学装置工程中赫赫有名，北京正负电子对撞机在我国大科学装置工程中赫赫有名，为示范之作。为示范之作。1988年年10月月16日凌晨实现第一次对撞时，曾被日凌晨实现第一次对撞时，曾被形容为形容为“我国继原子弹、氢弹爆炸成功、人造卫星上天之后，我国继原子弹、氢弹爆炸成功、人造卫星上天之后，在

9、高科技领域又一重大突破性成就在高科技领域又一重大突破性成就”。北京正负对撞机重大改。北京正负对撞机重大改造工程的实施，将让这一大科学装置造工程的实施，将让这一大科学装置“升级换代升级换代”，继续立在，继续立在国际高能物理的前端。国际高能物理的前端。 北京正负电子对撞机重大改造工程完工后，北京正负电子对撞机重大改造工程完工后，将成为世界上将成为世界上最先进的双环对撞机之一最先进的双环对撞机之一。 世界上最大、能量最高的粒子加速器世界上最大、能量最高的粒子加速器欧洲大型强子对撞机欧洲大型强子对撞机 世界最大对撞机启动模拟宇宙大爆炸世界最大对撞机启动模拟宇宙大爆炸 中国参与研究中国参与研究 这项实验

10、在深入地底这项实验在深入地底100米、长达米、长达27公里的环型隧道内进行。公里的环型隧道内进行。科学家预计，科学家预计，粒子互相撞击时所产生的温度，比太阳温度还要高粒子互相撞击时所产生的温度，比太阳温度还要高10万倍，就好比万倍，就好比137亿年前宇亿年前宇宙发生大爆炸时那一剎那的情况。宙发生大爆炸时那一剎那的情况。 在瑞士和法国边界地在瑞士和法国边界地区的地底实验室内，科学区的地底实验室内，科学家们正式展开了被外界形家们正式展开了被外界形容为容为“末日实验末日实验”的备受的备受争议的计划。他们启动了争议的计划。他们启动了全球最大型的强子对撞机全球最大型的强子对撞机(LHC)，把次原子的粒子把次原子的粒子运行速度加快至接近光速运行速度加快至接近光速，并将互相撞击，模拟宇宙并将互相撞击，模拟宇宙初开初开“大爆炸大爆炸”后的情况。后的情况。科学家希望借这次实验，科学家希望借这次实验，有助解开宇宙间部分谜团。有助解开宇宙间部分谜团。但有人担心，今次实验或但有人担心，今次实验或会制造小型黑洞吞噬地球，会制造小型黑洞吞噬地球，令末日论流言四起。令末日论流言四起。