带电粒子在复合场.doc

带电粒子在复合场中的运动基础知识梳理一、带电粒子在复合场中的运动1复合场：电场、磁场和重力场并存或两种场并存，或分区域并存粒子在复合场运动时要考虑_、_和重力作用2带电粒子在复合场中的运动分类(1)静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力_时，将处于静止状态或做匀速直线运动(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的_与_大小相等、方向相反时，带电粒子在_的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动 (3)非匀变速曲线运动当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线 二、带电粒子在复合场中运动的实例分析1.质谱仪组成：离子源O，加速场U，速度选择器（E,B），偏转场B2，胶片原理：加速场中qU=mv2 选择器中:v=E/B1偏转场中:d2r，qvB2mv2/r 比荷:质量 作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素B2.回旋加速器组成：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U作用：电场用来对粒子（质子、氛核,a粒子等）加速，磁场用来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，使带电粒子在圆周运动过程中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(2)回旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等:(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式来计算，在粒子电量，、质量m和磁感应强度B一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越大(4)决定带电粒子在回旋加速器内运动时间长短的因素：带电粒子在回旋加速器内运动时间长短，与带电粒子做匀速圆周运动的周期有关，同时还与带电粒在磁场中转动的圈数有关。设带电粒子在磁场中转动的圈数为n ，加速电压为U。因每加速一次粒子获得能量为qU，每圈有两次加速。结合Ek n=知，2nqU=，因此n=。所以带电粒子在回旋加速器内运动时间t =nT=.=3速度选择器(如图所示)(1)平行板间电场强度E和磁感应强度B互相_这种装置能把具有一定_的粒子选择出来，所以叫做速度选择器(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE_，即v.4磁流体发电机(如图所示)(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把_能直接转化为_能(2)根据左手定则，如图中的B板是发电机_(3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U_.5电磁流量计(1)如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体流过导管 (2)原理：导电液体中的自由电荷(正、负离子)在_作用下横向偏转，a、b间出现_，形成电场当自由电荷所受电场力和洛伦兹力_时，a、b间的电势差就保持稳定由BqvEqq，可得v，液体流量QSv.6霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场