洛伦兹力的应用 课件

洛伦兹力的应用带电粒子在圆形磁场区域运动AoO1θθ/2rRBVV2vqvBmRtan2rRtan2qBrmv结论：对一定的带电粒子，可通过调节B和V的大小来控制粒子的偏转角度显像管例:电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？221mveURvmevB2Rr2tan221tgemUrB﹢﹣××××××××××××﹢F洛F电VEB速度选择器qEqvBEvB原理：特点：速度选择器只选择速度（大小、方向），而不选择粒子的质量和电荷量速度选择器B、E、v三个物理量的大小、方向互相约束。当V＞E/B时，则qvB＞qE,粒子向上偏转；当V＜E/B时，则qvB＜qE，粒子向下偏转。1.在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动能减少了，为了使粒子射出时动能增加，在不计重力的情况下，可采取的办法是()A.增大粒子射入时的速度B.减小磁场的磁感应强度C.增大电场的电场强度D.改变粒子的带电性质BC2．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v=E/B，那么()A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过D.不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过AC3.正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为B和E，一带电的粒子，以速度v1垂直射入，而以速度v2射出，则（）A.v1=E/Bv2＜v1B.v1＞E/B,v2＜v1C.v1＜E/Bv2＞v1D.v1＞E/B.v2＞v1BC质谱仪结构:加速电场速度选择器偏转磁场照相底片用途：测定带电粒子比荷和分析同位素········质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断()A、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C、只要x相同，则离子质量一定相同D、只要x相同，则离子的荷质比一定相同···············UqSS1xPBqmUBxR2121AD带电粒子质量m,电荷量q,由电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,设轨道半径为r,则有荷质比：NUOMB221mvqUrmvqvB2222rBUmq带电粒子质量m,电荷量q,以速度v穿过速度选择器(电场强度E，磁感应强度B1),垂直进入磁感应强度为B2的匀强磁场.设轨道半径为r,则有荷质比：MB2EB1NqE=qvB1rmvqvB22rBBEmq21质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电量为+e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求：(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？2112eUmv12eUvm1212eUUdBm1221mURBe(1)(2)(3)直线加速器加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加，qU=Ek．多级加速装置)(321nkUUUUqE加利佛尼亚斯坦福大学的粒子加速器回旋加速器结构：粒子源D形金属盒匀强磁场高频交流电源粒子引出装置原理：电场加速磁场约束偏转rmvqvB2KqUE加速条件2mTTqB电场回旋最终速率qBRvm最终动能2222kqBREmR为D形盒的半径EK与加速电压无关运动时间决定因素：周期T转动的圈数n22nBrtnTU大小：例：关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是()A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的C、只有电场能对带电粒子起加速作用D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动CD磁流体发电机等离子体束＋－VqvB＝qEEAB＝Ed＝BvdBd如图所示是等离子体发电机的示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为20㎝，要使AB端的输出电压为220V，则等离子垂直射入磁场的速度为多少？qvBdUqV=2200m/s