复合场和组合场的应用

复合场和组合场的应用第1页，共23页。第2页，共23页。9.7复合场和电场中的应用导第3页，共23页。导第4页，共23页。导第5页，共23页。速度选择器导(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直．(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qvB＝qE，即v＝E/B(3)速度选择器只能选择粒子的速度，不能选择粒子的电性、电荷量、质量．(4)速度选择器具有单向性．第6页，共23页。质谱仪导测定比荷、质量，鉴定同位素第7页，共23页。4．解题思路：(1)带电粒子在缝隙的电场中加速、交变电流的周期与磁场周期相等，每经过磁场一次，粒子加速一次．(2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大，周期不变，最大动能与D形盒的半径有关．回旋加速器导第8页，共23页。导思重做课本98页3、4题看课本P100-P102页，完成100页3、4题第9页，共23页。1.如图为一种质谱仪。若静电分析器半径为R，电场强度为E，磁感应强度为B。一m、q的粒子从静止开始经加速电场加速后通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。不计粒子重力。正确的(

)A．极板M比极板N的电势高B．加速电场的电压U＝ERC．直径D．若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷议ADA．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D．加速电场方向需要做周期性的变化C第10页，共23页。自由展示展第11页，共23页。2.回旋加速器如图，D形盒半径为R，磁感应强度为B，则：①最大速度随B、R、U的增大而增大②只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值③不需要改变任何量，这个装置也能用于加速α粒子④粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大⑤质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为⑥若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短⑦若B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作⑧带电粒子每运动一周被加速两次⑨质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR展动能达到最大的时间？第12页，共23页。4.质量为m、电荷量为+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，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，粒子在两极板间的电场中加速．每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变。下列关于环形加速器正确的是（

）A．环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为B．。。。。。之间的关系为C．A、B板之间的电压可以始终保持不变D．粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为展B第13页，共23页。展5．如图为探讨霍尔效应，取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，给金属导体加与前后侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U.已知自由电子的电荷量为e.下列说法中正确的是(

)A．M板比N板电势高B．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大CD第14页，共23页。展6．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧就会形成电势差UCD，下列说法中正确的是(

)A．电势差UCD仅与材料有关B．仅增大磁感应强度时，C、D两面的电势差变大C．若霍尔元件中定向移动的是自由电子，则电势差UCD>0D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平方向B第15页，共23页。4．解题思路：(1)带电粒子在缝隙的电场中加速、交变电流的周期与磁场周期相等，每经过磁场一次，粒子加速一次．(2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大，周期不变，最大动能与D形盒的半径有关．回旋加速器评第16页，共23页。评电磁流量计(1)流量(Q)的定义：单位时间流过导管某一截面的导电液体的体积．(2)公式：Q＝Sv；(3)一圆形导管直径为d，其中有可以导电的液体向右流动。导电液体中的正、负离子在洛伦兹力作用下发生偏转，使a、b间出现电势差，当自由电荷所受静电力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差U达到最大，由(4)流量的表达式：(5)电势高低的判断：根据左手定则可得φa>φb.第17页，共23页。磁流体发电机(1)原理：等离子气体喷入磁场，正负离子在洛伦兹力的作用下发生偏转而聚集在A、B板上，产生电势差，它可以把离子的动能通过磁场转化为电能．(2)电源正、负极判断：左手定则(3)电源电动势U：设A、B平行金属板的面积为S，两极板间的距离为L，磁场磁感应强度为B，等离子气体的电阻率为ρ，喷入气体的速度为v，板外电阻为R.当正、负离子所受静电力和洛伦兹力平衡时，两极板间达到的最大电势差为U(即电源电动势)，则qU/L＝qvB，即U＝BLv(4)电源内阻：r＝ρL/s(5)回路电流：I＝U/(R+r)评第18页，共23页。1.定义：高为h，宽为d的金属导体置于匀强磁场B中，当电流通过金属导体时，在金属导体的上、下表面之间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，此电压称为霍尔电压．2．电势高低的判断：如图，金属导体中的电流I向右时，根据左手定则可得，下表面A′的电势高．评霍尔元件第19页，共23页。检整理本节内容！第20页，共23页。如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲=m乙＜m丙=m丁，v甲＜v乙=v丙＜v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（）A．甲乙丙丁

B．甲丁乙丙

C．丙丁乙甲

D．甲乙丁丙检第21页，共23页。5.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间。带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做