5　洛伦兹力的应用

　　[学习目标]　1.知道带电粒子在磁场中的运动规律，理解应用磁场可以控制带电粒子的运动．(重点、难点)　2.知道质谱仪的构造，会应用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的规律分析相关问题．(难点)　3.知道回旋加速器的构造和加速原理，理解粒子的回旋周期与加速电场的变化周期的关系．(重点)

　　一、利用磁场控制带电粒子运动

　　1．实例

　　如图所示为一具有圆形边界、半径为r的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一个初速度大小为v0的带电粒子(质量为m，电荷量为q)沿该磁场的直径方向从P点射入，在洛伦兹力作用下从Q点离开磁场．

　　(1)可以证明，该粒子离开磁场时速度方向的反向延长线必过圆心．

　　(2)设粒子离开磁场时的速度方向与进入磁场时相比偏转了θ角，则由图中几何关系可以看出tan＝＝．

　　可见，对于一定的带电粒子(m，q一定)，可以通过调节B和v0的大小来控制粒子的偏转角度θ.

　　2．特点

　　利用磁场控制带电粒子的运动，只能改变粒子的运动方向而不能改变粒子的速度大小．

二、质谱仪