磁场中几种基本模型的分析.ppt

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1、教学目标：掌握磁场中几种基本模型原理和解题方法一、速度选择器二、质谱仪三、回旋加速器练习练习练习四、电磁流量计五、磁流体发电机六、霍尔效应练习练习练习一、速度选择器二、质谱仪质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的工具,原理图如图所示.从离子源发射出某种离子,离子从S1出来时速度很小,可以看作是静止的,后经S1与S2间的加速电场加速后,沿垂直于磁场边界的方向从S3进入有界匀强磁场,最后到达照相底片上的P点.三、回旋加速器回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭

2、缝都得到加速，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，离子源置于盒的圆心附近，若离子源射出的离子电量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm粒子最终获得的最大速度：四、电磁流量计电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量Q（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为S的一段管道，管道处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时，测出上下两个侧面的电压为U五、磁流体发电机六、霍尔效应以下三种情况，电流I都是向右，磁场B垂直纸面向外。若是由正电荷定向移动形成的电流，由左手定则，正电荷受力向下，下表面电势

3、高若是由负电荷定向移动形成的电流（例如金属导体），由左手定则，负电荷受力也向下，则下表面电势低若是由正负电荷共同定向移动形成的电流（例如电解液），由左手定则，正负电荷受力都向下，则上下表面不会产生电势差霍尔效应是电磁效应的一种，是美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断。下一题1.如图所示,平行正对的金属板间有竖直向下的匀强电场,同时还有垂直纸面向里的匀强磁场.一束质量为m、电荷量

4、为q的正粒子从左侧以平行于极板的速度v射入,能沿直线穿越此区域.则:A.质量为m、电荷量为q的负粒子,从左侧以速度v沿平行于极板的方向射入,也能沿直线穿越此区域.B.质量大于m、电荷量大于q的正粒子,从左侧以速度v沿平行于极板的方向射入,也能沿直线穿越此区域.C.质量为m、电荷量为q的正粒子,从左侧以大于v的速度沿平行于极板的方向射入,也能沿直线穿越此区域.D.质量为m、电荷量为q的正粒子,从右侧以速度v沿平行于极板的方向射入,也能沿直线穿越此区域.返回（AB）返回2.一束正离子垂直射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,未发生任何偏转.如果让这些不发生偏

5、转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,如图15-9-2所示.对这些进入另一磁场的离子,可得出结论:A.它们的动能各不相同.B.它们的电荷量各不相同.C.它们的质量各不相同.D.它们的电量与质量之比各不相同（D）1.用质谱仪研究一束离子(其中可能含有各种不同离子)的组成情况(参看图15-8-2),实验中测得P点到入口处S3的距离为X,那么:A.若X有唯一值,则离子束中各种离子的质量一定相同.B.若X有唯一值,则离子束中各种离子的比荷一定相同.C.若组成离子束的是某种元素的几种同位素,则质量越大的同位素对应的X值越大.D.若组成离子束的是某种元素的几种同位素,则质量越大的同位

6、素对应的X值越小.下一题返回（BC）2.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的工具,原理图如图15-8-2所示.从离子源发射出某种离子,离子从S1出来时速度很小,可以看作是静止的,后经S1与S2间的加速电场加速后,沿垂直于磁场边界的方向从S3进入有界匀强磁场,最后到达照相底片上的P点.某次实验中,已知加速电压是600V,磁感应强度是0.02T,测得P点到S3的距离是0.4m.求离子的比荷.返回7.5*107C/kg1.用回旋加速器对质量是m、电荷量是q的粒子加速,已知D形盒内匀强磁场的磁感应强度为B,加速电压是如图15-8-1所示的方波电压,则该电压的变化周期是T=.下一题返回2πm

7、/qB2.用同一回旋加速器(D形盒半径确定,D形盒内匀强磁场的磁感应强度确定)分别对质子和氘核加速,这两种粒子运动的周期之比为______;加速电场的所加高频电压周期之比________；从D形盒飞出时的速度之比为___________;获得的最大动能之比是.获得上述能量所需时间之比为__________.返回1:21:22:12:12:1电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体