第7课时 带电粒子在复合场中的运动
考点1.质谱仪(如图1)
粒子由静止被加速电场加速,qU=12
2
mv.
qvB=mv2
粒子在磁场中做匀速圆周运动,有r. 由以上两式可得r=
1
2mUq,m=qr2B22U,qm=2UBB2r2. 图1
2.回旋加速器(如图2)
带电粒子在复合场中运动的应用实例
图2
mv2
交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子经电场加速,经磁场回旋,由qvB=,
rq2B2r2
得Ekm=,可见同种粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径r决定,与加速
2m电压无关.
3.速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件一般以单个带电粒子为研究对象,在洛伦兹力和电场力平衡时做匀速直线运动达到稳定状态,从而求出相应的物理量.
装置 原理图 规律 速度选择器 若qv0B=Eq,即v0=,粒子做匀速直线运动 EB 等离子体射入,受洛伦兹力偏转,使两极板带磁流体发电机 正、负电,两极板电压为U时稳定,q=qv0B,UdU=v0Bd
电磁流量计 UUπDUq=qvB,所以v=,所以Q=vS= DDB4B 当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁霍尔元件 场、电流方向都垂直的方向上出现电势差
例