1、【学习目标】掌握质谱仪和回旋加速器的工作原理【学习重点与难点】掌握质谱仪和回旋加速器的工作原理【使用说明与学法指导】1、带着预习案中问题导学中的问题自主设计预习提纲，通读教材P90-P91页内容，阅读优化训练相关内容，对质谱仪和回旋加速器的工作原理进行梳理，作好必要的标注和笔记。2、认真完成基础知识梳理，在“我的疑惑”处填上自己不懂的知识点，在“我的收获”处填写自己对本课自主学习的知识及方法收获。一、知识梳理1质谱仪（1）结构如图所示（2）S1和S2间存在着_，P1和P2之间的区域存在着相互正交的_和_只有满足v_的带电粒子才能做匀速直线运动通过S0上的狭缝S0下方空间只存在_.带电粒子在该区
2、域做_运动，运动半径为r_，消去v可得带电粒子的荷质比为_.2回旋加速器（1）结构如图所示（2）回旋加速器的核心部件是两个_，其间留有空隙，并加以_，_处于中心O附近，_垂直穿过D形盒表面，由于盒内无电场，离子将在盒内空间做_运动，只有经过两盒的间隙时才受电场作用而被_，随着速度的增加，离子做圆周运动的半径也将增大二、预习自测1、（单选）在回旋加速器中，带电粒子在D形盒内经过半个圆周所需的时间t与下列物理量无关的是()A带电粒子的质量和电荷量 B带电粒子的速度C加速器的磁感应强度 D带电粒子运动的轨道半径2、A、B是两种同位素的原子核，它们具有相同的电荷量、不同的质量为测定它们的质量比，使它们
3、从质谱仪的同一加速电场由静止开始加速，然后沿着与磁场垂直的方向进入同一匀强磁场，打到照相底片上如果从底片上获知A、B在磁场中运动轨迹的直径之比是1.081，求A、B的质量比探究案一、合作探究探究一：质谱仪【例1】质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能竖直通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动则：（1）粒子的速度v为多少？（2）速度选择器的电压U2为多少？（3）粒子在磁场B2中做匀速圆周运动的半径R为多大
4、？探究二：回旋加速器【例2】回旋加速器是用来加速带电粒子使其获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源的两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过窄缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出粒子的电荷量为q、质量为m，粒子的最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图所示，问：（1）粒子在盒内做何种运动？（2）粒子离开加速器时，速度是多大，最大动能为多少？（3）设两D形盒间电场的电势差为U，求加速到上述能量所需的时间（不计粒子在电场中运动的时间）【总结与归纳】1粒子在D形盒中运动的轨道半径，每次都不相同，但周
5、期均_。2两D形盒间所加交流电压的周期与带电粒子做匀速圆周运动的周期是_的。3由上例可以看出，要使粒子射出的动能Ekm增大，就要使磁场的 以及D形盒的 增大，而与加速电压U的大小 (U0)，与加速的次数 二、总结整理1、质谱仪的工作原理： 2、回旋加速器的工作原理： 训练案一、课中检测与训练【训练一】（单选）如图所示，场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直于纸面向里，磁感应强度B2的方向垂直纸面向外，在S处有四个二价正离子甲、乙、丙、丁以垂直于场强E和磁感应强度B1的方向射入，若四个离子质量m甲m乙m丙m丁，速度v甲v乙v丙v丁，则运动到P1、P2、P3、P4四个位置的正离子分别为（
6、）A甲乙丙丁 B甲丁乙丙 C丙乙丁甲 D甲乙丁丙【训练二】（双选）回旋加速器是加速带电粒子的装置，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是()A增大匀强电场的加速电压 B增大磁场的磁感应强度C减小狭缝间的距离 D增大D形金属盒的半径【训练三】如图所示，回旋加速器D形盒的最大半径为R，匀强磁场垂直穿过D形盒面，两D形盒的间隙为d，一质量为m，带电量为q的粒子每经过间隙时都被加速，加速电压大小为U，粒子从静止开始经多次加速，当速度达到v时，粒子从D形盒的边缘处引出，求：磁场的磁感应强度B的大小带电粒子在磁场中运动的圈数n.粒子在磁场和电场中运动的总时间t.二、课后巩固促提升：熟记重点知识，反思学习思路和方法，整理典型题本。