帶電粒子在復合場中的運動的實際應用-wenkub
2023-07-08 08:13:47 本頁面
【正文】 示，一個帶電粒子兩次以同樣的垂直于場線的初速度v0分別穿越勻強電場區(qū)和勻強磁場區(qū)， 場區(qū)的寬度均為L偏轉角度均為α，求E∶B解：分別利用帶電粒子的偏角公式。帶電粒子在復合場中的運動的實際應用1．速度選擇器 如圖所示，粒子經加速電場后得到一定的速度v0，進入正交的電場和磁場，受到的電場力與洛侖茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中出去，則有qv0B＝qE,v0=E/B，若v= v0=E/B，粒子做直線運動，與粒子電量、電性、質量無關 若v＜E/B，電場力大，粒子向電場力方向偏，電場力做正功，動能增加． 若v＞E/B，洛侖茲力大，粒子向磁場力方向偏，電場力做負功，動能減少．例1 某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點O以速度v0向右射去，從右端中心a下方的b點以速度v1射出；若增大磁感應強度B，該粒子將打到a點上方的c點，且有ac=ab，則該粒子帶___電；第二次射出時的速度為 _____。在電場中偏轉：，在磁場中偏轉：，由以上兩式可得。離子源S產生帶電量為q的某種正離子，離子產生出來時速度很小，可以看作是靜止的。解析：(1)由于電荷量為帶正電的粒子，從容器下方的S1小孔飄入電勢差為U的加速電場，要被加速，S1和S2處的電勢比較，S1處的高，從小孔S1到S2電場力做正功，電勢能減小，所以粒子在小孔S1處的電勢能高于在S2處。例3（2008重慶卷），OH為對稱軸，且OM=（紙面內）從C射出，試求：（1）磁感應強度的大小和方向（提示：可考慮沿CM方向運動的離子為研究對象）；（2）離子沿與CM成θ角的直線CN進入磁場，其軌道半徑和在磁場中的運動時間；（3）線段CM的長度.：（1）設沿CM方向運動的離子在磁場中做圓周運動的軌道半徑為R由 R=d得B＝磁場方向垂直紙面向外（2）設沿CN運動的離子速度大小為v，在磁場中的軌道半徑為R′，運動時間為t由vcosθ=v0 得v＝R′==方法一：設弧長為st=s=2(θ+α)R′t=方法二：離子在磁場中做勻速圓周運動的周期T＝t=Ｔ=(3) 方法一：CM=MNcotθ=Ｒ′=以上3式聯(lián)立求解得CM=dcot 方法二：設圓心為A，過A做AB垂直NO，可以證明NM＝BO∵NM=CMtanθ又∵BO=ABcot=R′sinθcot=∴CM=dcot3．回旋加速器B~如圖所示組成：兩個D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場用來對粒子（質子、氛核,a粒子等）加速，磁場用來使粒子回旋從而能反復加速．高能粒子是研究微觀物理的重要手段．要求：粒子在磁場中做圓周運動的周期等于交變電源的變化周期．關于回旋加速器
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