帶電粒子在復(fù)合場中的運動(2)(已修改)
2025-05-31 07:52 本頁面
【正文】 一、復(fù)合場 復(fù)合場是指電場、 和重力場并存 ,或其中某兩場并存 ,或分區(qū)域存在 . 二、帶電粒子在復(fù)合場中的運動分類 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時 ,將處于 狀態(tài)或做 . 帶電粒子在復(fù)合場中的運動 磁場 勻速直線運動靜止 當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力大小 ,方向 時 ,帶電粒子在洛倫茲力的作用下 ,在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做 運動 . 當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化 ,且與初速度方向不在同一條直線上 ,粒子做 變速曲線運動 ,這時粒子運動軌跡既不是圓弧 ,也不是拋物線 . 相等 相反 勻速圓周 非勻 帶電粒子可能依次通過幾個情況不同的復(fù)合場區(qū)域 ,其運動情況隨區(qū)域發(fā)生變化 ,其運動過程由幾種不同的運動階段組成 . 研究帶電粒子在復(fù)合場中的運動時 ,首先要明確各種不同力的性質(zhì)和特點 。其次要正確地畫出其運動軌跡 ,再選擇恰當(dāng)?shù)囊?guī)律求解 . 三、電場磁場分區(qū)域應(yīng)用實例 電視顯像管是應(yīng)用電子束 (填“電偏轉(zhuǎn)” 或“磁偏轉(zhuǎn)” )的原理來工作的 ,使電子束偏轉(zhuǎn)的 (填“電場”或“磁場” )是由兩對偏 轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的 .顯像管工作時 ,由 發(fā)射電子 束 ,利用磁場來使電子束偏轉(zhuǎn) ,實現(xiàn)電視技術(shù) 中的 ,使整個熒光屏都在發(fā)光 . (1)構(gòu)造 :如圖 1所示 ,由粒子源、 、 和照相底片等構(gòu)成 . 磁偏轉(zhuǎn) 磁場 陰極 掃描 加速電場 偏轉(zhuǎn)磁場 圖 1 (2)原理 :粒子由靜止被加速電場加速 ,根據(jù)動能定理可得關(guān)系式 ① qUm ?221 v 粒子在磁場中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn) ,做勻速圓周運動 ,根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式 ② 由①②兩式可得出需要研究的物理量 ,如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷 . r = ,m= , = . rmBq2vv ?qmUB21UBqr222mq 222rBU (1)構(gòu)造 :如圖 2所示 ,D D2是半圓金屬盒 ,D形盒的縫隙處接 電源 .D形盒處于勻強磁場中 . 交流 圖 2 (2)原理 :交流電的周期和粒子做圓周運動的周期相等 ,粒子在圓周運動的過程中一次一次地經(jīng)過 D形盒縫隙 ,兩盒間的電勢差一次一次地反向 ,粒子就會被一次一次地加速 .由 qvB= ,得Ekm= ,可見粒子獲得的最大動能由 和 D形盒 決定 ,與加速電壓無關(guān) . 磁感應(yīng)強度 B 半徑 R Rm2vmRBq2222四、電場磁場同區(qū)域并存應(yīng)用實例 如圖 3所示 ,平行板中電場強 度 E的方向和磁感應(yīng)強度 B的 方向互相 ,這種裝置 能把具有一定速度的粒子選 擇出來 ,所以叫做速度選擇器 .帶電粒子能夠勻速沿直線通過速度選擇器的條件是 qE=qvB,即v= . 圖 3 垂直 BE 根據(jù)左手定則 ,如圖 4中的 B板是發(fā)電機的正極 .磁流體發(fā)電機兩極板間的距離為 d,等離子體速度為 v,磁場磁感應(yīng)強度為 B,則兩極
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