高二物理洛伦兹力的应用2

1、洛伦兹力的应用一、质谱仪1、质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具2、基本原理将质量不等、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3、推导1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=Ek2直线加速器，多级加速如图所示是多级加速装置的原理图：二、加速器（一）、直线加速器由动能定理得带电粒子经n极的电场加速后增加的动能为： 3直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、带电粒子在两D形盒中回旋周期等于

2、两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速二次2、将带电粒子在狭缝之间的运动首尾连接起来是一个初速度为零的匀加速直线运动3、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次， 每次增加的动能为 所有各次半径之比为：4、对于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半径是相同的。5、回旋加速器的出现，使人类在获得具有较高能量的粒子的方面前进了一 大步，了解其它类型的加速器：直线加速器、同步加速器、电子感应加速器、串列加速器、电子对撞机等回旋加速器利用两D形盒窄缝间的电场使带电粒子加速，利用D形盒内的磁场使带电粒子偏转，带电粒子所能获得的最终能量与B和R有关，与U无关 例1：关于回旋加速器

3、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CDUqSS1xPB 例2：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

4、同，则离子的荷质比一定相同AD1212 例3：串列加速器是用来产生高能离子的装置。图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达处时，可被设在处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小。这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动。已知碳离子的质量为m=2.010-26kg，U=7.5105V，B=0.50T，n=2，基元电荷e=1.610-19C，求R。 =0.75m abc加速管加速管abC 加速管

5、 加速管1212解：设碳离子到达b处时的速度为v1， 从c端射出时的速度为v2，由能量关系得： mv12/2=eU， mv22/2= mv12/2+neU， 进入磁场后，碳离子做圆周运动， R=mv2/Bne，得 =0.75m abc加速管加速管abC 加速管 加速管三.速度选择器在电、磁场中，若不计重力，则：1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；2.注意电场和磁场的方向搭配。速度选择器：（1）任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。（2）带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。即有确定的入口和出口。（3）这个结论与粒

6、子带何种电荷、电荷多少都无关。 v若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。练习: 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BC四.磁流体发电机等离子

7、体即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。磁流体发电机abLvBREq=Bqv电动势：E=Ea电流：I=E/（R+r）r=？流体为：等离子束目的：发电五、电磁流量计Bqv=Eq=qu/d得v=U/Bd流量：Q=Sv=dU/4B流体为：导电液体 目的：测流量dba导电液体若管道为其他形状,如矩形呢?7、霍尔效应Eq=BqvI=nqvS U=Eh（U=E）流体为：定向移动的电荷 是一种现象hdBIAA例6：图为一种获得高能粒子的装置。环行区域内存在垂直纸面向外的、大小可调节的均匀磁场。质量为m，电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板

8、。原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而半径不变。（1）t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场力作用下加速，并绕行第一圈。求 粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能EK总（2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，求粒子绕行第n圈时的磁 感应强度Bn（3）求粒子绕行n圈所需的总时间tn（设极板间距远小于R）AA +UB 0BO+U 例3：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。

9、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，此时磁场的磁感应强度B应为多少？ 例5： 如图，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝、和，外筒的外半径为，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿向外的电场。一质量为、带电量为的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝的点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点，则两电极之间的电压应是多少？（不计重力，整个装置在真空

10、中） ; http:/007/forum-aomen-1.html 澳门夜场招聘 澳门夜总会招聘 澳门ktv招聘 orz14msr 家。说起来，这“彭记丝绸行”本是其祖上延续下来的一个老铺子，祖孙几代在杭州城里经营丝绸生意已经有上百年的历史了。由于这个老牌子的丝绸店铺不但产品非常齐全，而且兼做丝绸原料和成衣销售，因此在“昌盛丝绸行”开业之前，一直是全杭州城里公认的同行老大。但是，随着“昌盛丝绸行”在市民们心目中的地位日益提高，“彭记丝绸行”的生意就逐渐清淡下来了。然而，这个百年老铺是绝不甘心败在刚刚跻身于这个行当中的后起之秀“昌盛丝绸行”手下的。只是，这家老资格铺子的掌柜的彭显贵不是去考虑如何

11、来改进和创新自己的经营理念和运作手法，而是采取了一些见不得人的龌龊手段，怂恿唆使其手下的伙计们无事生非，编造一些莫须有的谣言，来诽谤诋毁“昌盛丝绸行”。他草率地认为，依仗着自己的百年老铺在杭州丝绸行中的威望，只要采用这种见不得人的伎俩，就可以把根基尚浅的“昌盛丝绸行”一举打败，从而确保自己在同行业中老大的地位。一些不明就里的人真还就信以为真了，致使“昌盛丝绸行”的经营一度受挫，销售量锐减。虽然耿正兄妹三人并不知道“彭记丝绸行”这个彭显贵掌柜的的底细，但李老乡对这个人是非常了解的。说起来，就论此人的才能和人品而言，虽说谈不上有多么的出类拔萃和光明磊落，但本质上却也并不是一个窝囊龌龊行为低下品性恶

12、劣的人。他做事一贯小心谨慎，经营祖传的这个丝绸铺子已经三十来年了。在他的掌管下，“彭记丝绸行”虽然不见得有什么发扬光大，但其作为全杭州城里同行老大的牌子倒也还是保持下来了。只是，此人这一次的丑陋做法，却使原本对他的印象还说得过去的李老乡，现在对他的看法却来了一个一百八十度的大转弯，认为这人简直就不值得一提了！了解到这些情况后，耿正对李老乡说：“叔，您先别着急，让我来想个行之有效的办法吧！”耿英说：“想什么办法啊？他们的这家铺子在商行中的名声可比咱们大得多呢。这倘若来软的吧，咱何苦忍气吞声来着！但如果愣是来硬的，咱们肯定也会受到很大的损失！”耿直却实在咽不下去这口气，气鼓鼓地说：“咱无论如何不能就这样任人宰割！依我说，咱干脆就来个以牙还牙，以眼还眼；他们给咱造谣，咱们也给他造谣！”耿英听