第15章 8带电粒子在复合场中的运动.ppt

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1、带电粒子在复合场中的运动油田一中高物组一.复合场的含义：重力场、电场、磁场并存或某两场复合或组合.二.三种场力的比较：大小方向做功特点重力G=mg竖直向下重力做功与路径无关.W=mgh电场力F=Eq平行与电场的方向电场力做功与路径无关。W=qU=Eqd磁场力F=Bqv(B⊥V)与磁场方向垂直洛仑兹力不做功.W=0三.带电粒子在复合场中的轨迹：若粒子所受合外力为零或合外力平行于粒子的速度则粒子做直线运动。若粒子所受合外力与速度既不平行也不垂直，则粒子作变速曲线运动。若粒子所受合外力始终与粒子的速度垂直，则粒子作匀速圆周运动。条件为：四.分析带电粒子在复合场中运动的方法：力的

2、观点：牛顿运动定律结合运动学规律。动量观点:：动量定理和动量守恒定律。能量观点：动能定理和能量守恒定律五.实际应用：一.速度选择器1、组成：互相垂直的匀强电场和匀强磁场组成.2、原理EBVVF洛F电VV一.速度选择器F洛＞F电V＞E/B向F洛偏F洛=F电V=E/B不偏转F洛＜F电V＜E/B向F电偏一、速度选择器EBVVF洛F电VV3、注意①只选择速度大小不选择粒子种类及电性.②改变V、B、E其中一个方向,无法对速度选择.③改变V、B、E其中两个方向,可以对速度选择.五.实际应用：二.质普仪二、质谱仪1.组成:加速电场、速度选择器和偏转磁场.B2LUCDVB1E2、原理五.

3、实际应用：三、回旋加速器三、回旋加速器1、组成：两个D形盒、强磁场、交流电源、粒子源、引出装置。BUU①电场中加速②磁场中匀速圆周运动2、原理三、回旋加速器3、加速条件：三、回旋加速器4、加速的最大动能EKm：EKm＝mVm2＝12R2q2B22m例.如图所示,在回旋加速器的D形盒Ⅰ的O点处有一离子源，该离子源产生的离子,经两D形盒缝隙间的电场加速后,进入D形盒Ⅱ,试求在D形盒Ⅱ中相邻圆形轨道的半径之比.BⅠⅡO五.实际应用：四、磁流体发电机四、磁流体发电机ABRV+-+FF-I1、组成：d2、原理：等离子气体中正负离子在洛伦兹力作用下发生反向偏转，使AB带等量正负电荷，

4、出现电势差，产生电场，当洛伦兹力等于电场力时，AB间电势差恒定为U.四、磁流体发电机3、当F洛=F电时,AB两板电压最大为U.四、磁流体发电机如图，是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器，设导管直径为d，用非磁性材料制成，磁感应强度为B，a、b间测出电势差为U五.实际应用：五、电磁流量计五、电磁流量计1、测量导电液体的流量Q2、绝缘导管、磁场,导电液体.BVdba3、原理:导电液体中正负离子在洛伦兹力作用下偏转,使ab间出现电势差,产生电场,当洛伦兹力等于电场力时,ab间电势差恒定为U.4、流量Q计算：五、电磁流量计hdBA六、霍尔效应BI五.实际应用：例1.匀强电场

5、E和匀强磁场B,电场方向竖直向上，一质量为m的带电粒子在此区域内恰以速率v作匀速圆周运动，则它的半径R=？例.如图，在X轴上方有垂直于XOY平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，在X轴下方有沿Y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m、电荷量为-q的粒子从坐标原点沿Y轴正方向射入，射出之后，第三次到达X轴时它与O点的距离为L，求此粒子射出时的速度V和运动的总路程S（重力不计）。解析：粒子进入磁场后，在洛仑兹力作用下，运动半个圆周第一次到达X轴，进入电场后，在电场力的作用下，先做减速运动后反向加速的往返运动，第二次进入磁场，重复前面的运动路线如图乙所示。L＝4R----（1）

6、由（1）（2）式可算出设粒子进入电场做减速运动的最大位移为Y，则：Eq=ma-----------(4)运动的总路程：S＝2πR＋2Y-----（6）由以上各式解得：作业布置：