帶電粒子在復合場中的運動分析與例題-文庫吧資料
2025-03-31 01:10本頁面
【正文】 vB方向可用左手定則判斷洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的動能二、帶電粒子在復合場中的運動形式1． 靜止或勻速直線運動當帶電粒子在復合場中所受合外力為零時，將處于靜止狀態(tài)或做勻速直線運動．2． 勻速圓周運動當帶電粒子所受的重力與電場力大小相等，方向相反時，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做勻速圓周運動．3． 較復雜的曲線運動當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直線上，粒子做非勻變速曲線運動，這時粒子運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線．4． 分階段運動帶電粒子可能依次通過幾個情況不同的組合場區(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． 【規(guī)律總結】帶電粒子在復合場中運動的應用實例1． 質譜儀(1)構造：如圖5所示，由粒子源、加速電場、偏轉磁場和照相底片等構成．圖5(2)原理：粒子由靜止被加速電場加速，根據(jù)動能定理可得關系式qU＝mv2.粒子在磁場中受洛倫茲力作用而偏轉，做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律得關系式qvB＝m.由兩式可得出需要研究的物理量，如粒子軌道半徑、粒子質量、比荷．r＝ ，m＝，＝.2． 回旋加速器(1)構造：如圖6所示，DD2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，D形盒處于勻強磁場中．(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磁感應強度B和D形盒 圖6 半徑r決定，與加速電壓無關．特別提醒 這兩個實例都應用了帶電粒子在電場中加速、在磁場中偏轉(勻速圓周運動)的原理．3． 速度選擇器(如圖7所示)(1)平行板中電場強度E和磁感應強度B互相垂直．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．(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qE＝qvB，即v＝. 圖74． 磁流體發(fā)電機(1)磁流體發(fā)電是一項新興技術，它可以把內能直接轉化為電能．(2)根據(jù)左手定則，如圖8中的B是發(fā)電機正極．(3)磁流體發(fā)電機兩極板間的距離為L，等離子體速度為v，磁場的磁感應強度為B，則由qE＝q＝qvB得兩極板間能達到的最大電勢 圖8差U＝BLv.5． 電磁流量計工作原理：如圖9所示，圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，
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