甘肃省武威第十八中学人教版高中物理选修3-1课件36带电粒子在匀强磁场中的运动4

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动【巩固训练】6．一个质量为m，电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60º的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求磁感应强度B和射出点S的坐标。

yxvvPBSOa解：由几何关系得60°由牛顿第二定律得点S的纵坐标∴点S的坐标装置原理图基本原理质谱仪回旋加速器将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类用途：质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离同位素的仪器．产生高速运动粒子带电粒子在组合场中运动的应用实例+-+-~vm（1）电场对粒子加速（狭缝）。（2）磁场对粒子偏转（D形盒）。（3）匀速圆周运动周期与运动速率无关、加速电场周期与圆周运动周期相同。(经过狭缝的加速时间很短可忽略)（4）粒子最后出加速器的速度大小由盒的半径决定。（5）由于狭义相对论的限制，回旋加速器只能把粒子加速到一定的能量。回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。则下列说法正确的是（）

A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关

C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

AB有限制加速电场周期与粒子运动周期不等关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是：

A．电场用来加速带电粒子，磁场则使带电粒子回旋

B．电场和磁场同时用来加速带电粒子

C．同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由加速电压决定

D．同一加速器，对某种确定的粒子，它获得的最大动能由磁感应强度B决定和加速电压决定

A例7．如图所示，一个质量为m，电量为+q的带电粒子从A处以初速度v0垂直于AO进入磁感应强度为B的匀强磁场中，并恰好从C处垂直于OC射入匀强电场中，电场方向与OC平行(OCAD)，最后打在D点，且OD=2OC，若已知m，q，v0，B，不计重力。（1）粒子由A点运动到D点所需时间为多少？（2）试求粒子抵达D点的动能。

解：（1）粒子由A点运动到C点做匀速圆周运动由牛顿第二定律及得粒子由C点运动到D点：2r=v0t2得∴粒子由A点运动到D点所需时间（2）粒子由C点运动到D点：由动能定理得D点动能装置原理图基本原理速度选择器磁流体发电机E和B确定，当带电粒子满足v=E/B，必做匀速直线运动，与粒子所带电量和电性无关不仅能选择速度的大小，还能选择速度的方向等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负电，两极电压为U时稳定。带电粒子在复合场中运动的应用实例装置原理图基本原理电磁流量计霍尔效应在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab两点间的电压Uab，就可以知道管中液体的流量qvB=qE=qUab/d，Q=Sv=πdUab/4B当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差。带电粒子在复合场中运动的应用实例质量为m，带电量为q的微粒以速度v与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场，如图所示，磁场方向垂直纸面向里，如微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，则电场强度大小、磁感强度大小各是多少?例8．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q