带电粒子在复合场中运动的应用实例 (2).doc

带电粒子在复合场中运动的应用实例1速度选择器(1)平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相 这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，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 ，即 例1、如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域中不偏转，进入区域后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的()A动能B质量C电荷量D比荷2质谱仪(1)用途：质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离 的仪器。(2)原理：如图所示，离子源A产生质量为m、电荷量为q的正离子(所受重力不计)。离子出来时速度很小(可忽略不计)，经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期到达记录它的照相底片D上，测得它在D上的位置到入口处的距离为L，则 联立求解得：因此，只要知道q、B、L与U，就可计算出带电粒子的质量m.又因，不同质量的同位素从不同处可得到分离，故质谱仪又是分离同位素的重要仪器例2、一个质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。（1）求粒子进入磁场时的速率。（2）求粒子在磁场中运动的轨道半径。3回旋加速器(1)基本构造：回旋加速器的核心部分是放置在磁场中的两个D形的金属扁盒，其基本组成为：粒子源，两个D形金属盒，匀强磁场，高频电源，粒子引出装置(2)工作原理电场加速qUEk.磁场约束偏转加速条件：高频电源的周期与带电粒子在D形盒中运动的周期相同，即。例3、回旋加速器中磁场的磁感应强度为B，D形盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为m、电量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：（1） 粒子的回转周期是多大？（2）高频电极的周期为多大？（3） 粒子的最大动能是多大？（4） 粒子在同一个D形盒中相邻两条轨道半径之比例4、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当堂反馈1、图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是() A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小2、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3、如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B，有一个带正电的小球(电荷量为q，质量为m)从电磁复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是()4、一回旋加速器，可把质子加速到v，使它获得动能EK（1）能把粒子加速到的速度为?（2）能把粒子加速到的动能为?（3）加速粒子的交变电场频率与加速质子的交变电场频率之比为?5、如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R0.50m的绝缘光滑槽轨槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B0.50T.有一个质量m0.10g，带电量为q1.6103C的小球在水平轨道上向右运动若小球恰好能通过最高点，重力加速度g10m/s2.试求：(1)小球在最高点所受的洛伦兹力F；(2)小球的初速度v0.6、如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d0.10 m，a、b间的电场强度为E5.0105 N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B6.0 T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场今有一质量为m4.81025 kg、电荷量为q1.61018 C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v01.0106 m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出)不计板a、b的厚度，求P、Q之间的距离L。7、在绝缘的竖直放置的长塑料管内有一质量为0.1 g、带电量q4104 C的小球，管子处在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向外已知B0.5 T，E10 V/m，小球与管壁间动摩擦因数0.2.当小球从静止开始沿管子内壁下滑的过程中，加速度、速度最大各为多少？8、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为、足够长的光滑绝缘斜面，