復(fù)合場中的特殊物理模型第1頁1.帶電粒子速度選擇器(質(zhì)譜儀)(1)速度選擇部分：路徑不發(fā)生偏轉(zhuǎn)離子條件是

能經(jīng)過速度選擇器帶電粒子必是速度為該值(含方向)粒子，與它帶多少電和電性、質(zhì)量均無關(guān).(2)質(zhì)譜儀部分：經(jīng)過速度選擇器后相同速率不一樣離子在右側(cè)偏轉(zhuǎn)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，不一樣荷質(zhì)比離子軌道半徑不一樣.P位置為攝影底片統(tǒng)計粒子位置第2頁2、質(zhì)譜儀

⑴結(jié)構(gòu)

⑵原理

⑶作用：測比荷，將落在同一點．，從上式可知，荷質(zhì)比相同粒子如HHe2124第3頁1如圖5所表示，在正交勻強(qiáng)電場和磁場區(qū)域內(nèi)（磁場水平向內(nèi)），有一離子恰能沿直線飛過此區(qū)域（不計離子重力） []A．若離子帶正電，E方向應(yīng)向下B．若離子帶負(fù)電，E方向應(yīng)向上C．若離子帶正電，E方向應(yīng)向上D．不論離子帶何種電，E方向都向下AB

質(zhì)譜儀含有相同核電荷數(shù)而不一樣質(zhì)量數(shù)原子互稱同位素，質(zhì)譜儀是分離各種元素同位素并測量它們質(zhì)量儀器，它由靜電加速器、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場、顯示器等組成，它結(jié)構(gòu)原理如圖所表示。第4頁2如圖所表示為質(zhì)譜儀原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U加速電場后進(jìn)入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E、方向水平向右。已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外勻強(qiáng)磁場。帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終抵達(dá)攝影底片H點。可測量出G、H間距離為L。帶電粒子重力可忽略不計。求：第5頁（1）粒子從加速電場射出時速度v大小。（2）粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B1大小和方向。（3）偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小。第6頁2.磁流體發(fā)電機(jī)(霍爾效應(yīng))原理是：等離子氣體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到兩極板上，在兩極板上產(chǎn)生電勢差.第7頁

3.電磁流量計.

導(dǎo)電液體中自由電荷在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差.當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間電勢差就保持穩(wěn)定.原理：一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有能夠?qū)щ娨后w向左流動.第8頁如圖是一個測量血管中血流速度儀器示意圖,在動脈兩側(cè)分別安裝電極并加磁場,電極連線與磁場垂直.設(shè)血管直徑為2mm,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.08T,測得兩極間電壓為0.10mV,則血流速度為多少?四、電磁流量計ＶＮＳ第9頁高考回顧（年全國）

、電視機(jī)顯像管中，電子束偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)。電子束經(jīng)過電壓為U加速電場后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)，如圖所表示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)中心為O，半徑為r。當(dāng)不加磁場時，電子束將經(jīng)過O點而打到屏幕中心M點。為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度θ，此時磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？P第10頁

解析：電子在磁場中沿圓弧ab運(yùn)動。圓心為C，半徑為R，如圖以v表示電子進(jìn)入磁場時速度。M、e分別表示電子質(zhì)量和電量，則

本題是一道關(guān)于帶電粒子在電場中加速和在磁場中受洛侖茲力綜合題，關(guān)鍵要搞清電子束從加速電場出來后，進(jìn)入磁場前及從磁場出來后是作勻速運(yùn)動。本題考查了粒子加速和圓周運(yùn)動問題又結(jié)合了生活實際。eU=①evB=②又有tan③由以上各式解得第11頁五、盤旋加速器1、作用：產(chǎn)生高速運(yùn)動粒子2、原理用磁場控制軌道、用電場進(jìn)行加速+-+-~第12頁盤旋加速器加在D形盒內(nèi)兩極交變電壓頻率為1.2×10^7Hz,DD形盒半徑為0.532m,求(1)加速氘核所需磁感應(yīng)強(qiáng)度B(2)氘核所到達(dá)最大速率v是多少

第13頁例2．已知盤旋加速器中D形盒內(nèi)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.5T，D形盒半徑為R=60cm，兩盒間電壓u=2×104V，今將α粒子從近于間隙中心某處向D形盒內(nèi)近似等于零初速度，垂直于半徑方向射入，求粒子在加速器內(nèi)運(yùn)行時間最大可能值.第14頁3、注意2)交變電場往復(fù)改變周期和粒子運(yùn)動周期T相同,這么就能夠確保粒子在每次經(jīng)過交變電場時都被加速五盤旋加