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1、带电粒子在复合场中的常见物理模型姓名：班别：学号：一、速度选择器如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度％,进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛仑兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，贝【J冇qvJB=,Vo=,若v二v0=E/B,粒了做运动，与粒了、、无关若vVE/B,电场力_,粒子向方向偏，电场力做—功，动能—若v>E/B,洛仑兹力,粒子向方向偏，电场力做功，动能二、磁流体发电机如图所示，出燃烧室0燃烧电离成的正、负离子（等离子体）以高速.喷入偏转磁场B中•在洛仑兹力作用匚止、负离了分别向上、卜•极板偏转、积累，从而在板间形成一个向下的电场.两板间形成一定的电。
2、势差.当qvB二时电势差稳定U=,这就相当于一个可以对外■诙込供电的电源.三、电磁流量计.电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为d,用非磁性材料制成，其屮冇可以导电的液体向左流动.导电液体屮的自由电荷（正负离子）在UXExSx—XxBx*趺氐x*1洛仑兹力作用下纵向偏转，a,b间出现电势差.当自由电荷所受电场力和洛仑兹力平衡吋，a.b间的电势差就保持稳定.（流量Q单位m'/s,其中S是导管的横截面积，v是液体的速度）由Bqv二=,可得v.流量Q二Sv二四、质谱仪1、2、组成：离子源0,加速场U,速度选择器（E,Bi）,偏转场B“胶片.原理：加速场中qU二速度选择
3、器选择器中：qvB=v=偏转场中：偏移量d=,qvB?=荷质比：—质量加=作用：主耍用于测量粒子的、、研究五、回旋加速器1、组成：两个D形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压U2、作用：电场用來对粒了（质了、氛核,a粒了等）加速，磁场用來使粒子回旋从而能反复加速.高能粒子是研究微观物理的重要手段.3、要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期.4、关于回旋加速器的几个问题：(1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒了在I员I周运动过程屮只处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动.⑵冋旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电
4、粒子做匀速圆周运动的频(3)回旋加速器最后使粒了得到的能量，可由公式Ek丄心匹兰(R为回旋加K2Im速器的半径)来计算，在粒子电量，、质量m和磁感应强度B—定的情况下，冋旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越大.例题回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，英核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频率电源两极相接触，以便在盒间的窄缝屮形成匀强电场，使粒子每穿过狭缝都得到加速，两盒放在匀强磁场屮，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒圆心附近，若离子源射出的离子电量为q,质量为m,粒了最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图所示：问：①盒内冇无电场？②离子在盒内做何种运
5、动？③所加交流电频率应是多大，离子角速度为多大？④离子离开加速器吋速度为多大，最大动能为多少？⑤设两D形盒间电场的电势差为U,其电场均匀(粒了在电场中的加速时间可忽略)，求加速到上述能量所需时间。带电粒子在复合场中的常见物理模型（参考答案）一、速度选择器如图所示，粒了经加速电场后得到一定的速度V0,进入正交的电场和磁场,受到的电场力与洛仑兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔小出去，则有qvoB=qE,v0=E/B,若v=v0=E/B粒了做直线运动，与粒了电量、电性、质量无关若vE/B,洛仑兹力人，粒子向磁
6、场力方向偏，电场力做负功，动能减少.二、磁流体发电机如图所示，由燃烧室0燃烧电离成的正、负离子（等离子体）以高速.喷入偏转磁场B中.在洛仑兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、°积累，从而在板间形成一个向下的电场.两板间形成一定的电势差.当qvB二qU/d时电势差稳定U=dvB,这就相当于一个可以对外供电的电源.三、电磁流量计.R电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为d,用非磁性材料制成，其屮有可以导电的液体向左流动.导电液体中的自山电荷（正负离子）在洛仑兹力作用下纵向偏转，a,b间出现电势差.当口由电荷所受电场力和洛仑兹力平衡时，间的电势差就保持稳定.（
7、流疑单位n?/s）由Bqv二Eq二Uq/d,可得v=U/Bd.流量Q二Sv二JiUd/4B，a,四、质谱仪1、组成：离子源0,加速场U,速度选择器（E,BJ,偏转场禺,2、原理:加速场中qgW速度选择器选择器屮：Bqv=Eqv=E/B1偏转场中：偏移量d=2r,qvB2=mv2/r荷质比：—=2Em质量ni=Wl2E胶片.3、作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素.五、回旋加速器1、组成：两个D形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压U2、作用：电场用来对粒子（质子、氛核,a粒子等）加速，磁场用
