帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(2)-展示頁
2025-05-27 07:52本頁面
【正文】 由粒子源、 、 和照相底片等構(gòu)成 . 磁偏轉(zhuǎn) 磁場(chǎng) 陰極 掃描 加速電場(chǎng) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 圖 1 (2)原理 :粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速 ,根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式 ① qUm ?221 v 粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn) ,做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,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(qiáng)磁場(chǎng)中 . 交流 圖 2 (2)原理 :交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等 ,粒子在圓周運(yùn)動(dòng)的過程中一次一次地經(jīng)過 D形盒縫隙 ,兩盒間的電勢(shì)差一次一次地反向 ,粒子就會(huì)被一次一次地加速 .由 qvB= ,得Ekm= ,可見粒子獲得的最大動(dòng)能由 和 D形盒 決定 ,與加速電壓無關(guān) . 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 半徑 R Rm2vmRBq2222四、電場(chǎng)磁場(chǎng)同區(qū)域并存應(yīng)用實(shí)例 如圖 3所示 ,平行板中電場(chǎng)強(qiáng) 度 E的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)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(jī)的正極 .磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為 d,等離子體速度為 v,磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,則兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差 U= . dvB 圖 4 工作原理 :如圖 5所示 ,圓形導(dǎo)管直徑為 d,用 制成 ,導(dǎo)電液體在管中向左流動(dòng) ,導(dǎo)電液體中的自由電荷 (正、負(fù)離子 ),在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn) ,a、 b間出現(xiàn)電勢(shì)差 ,形成電場(chǎng) ,當(dāng)自由電荷所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí) ,a、 b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定 , 即 qvB=qE=q ,所以 v= ,因 此液體流量 Q=Sv= 磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合 。而對(duì)于一些實(shí)際物體 ,如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力 . (2)在題目中有明確說明是否要考慮重力的 ,這種情況比較正規(guī) ,也比較簡(jiǎn)單 . (3)不能直接判斷是否要考慮重力的 ,在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí) ,要由分析結(jié)果確定是否要考慮重力 . 題型 1 帶電粒子在分區(qū)域場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【 例 1】 如圖 7所示 ,勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域緊鄰且寬度相等均為 d,電場(chǎng)方向在紙平面內(nèi)豎直向下 ,而磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 .一帶正電粒子從 O點(diǎn)以速度 v0沿垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng) ,從 A點(diǎn)出電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng) ,離開電場(chǎng)時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)方向的偏轉(zhuǎn)位移為電場(chǎng)寬度的一半 ,當(dāng)粒子從磁場(chǎng)右邊界上 C點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與進(jìn)入電場(chǎng) O點(diǎn)時(shí)的速度方向一致 ,d、 v0已知 (帶電粒子重力不計(jì) ),求 : 題型探究 圖 7 (1)粒子從 C點(diǎn)穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度 . (2)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值 . 帶電粒子在分區(qū)域
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