带电粒子在复合场中的运动(专题3).pptx

第三讲 带电粒子在复合场中的运动;第3讲　带电粒子在复合场中的运动;2．匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与电场力大小 ，方向 时，带电粒子在洛伦兹 力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做 运动． 3．较复杂的曲线运动 当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线 上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物 线． 4．分阶段运动 带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变 化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成． 三、电场磁场分区域应用实例 1．电视显像管 电视显像管是应用电子束 (填“电偏转”或“磁偏转”)的原理来工作 的，使电子束偏转的 (填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生 的．显像管工作时，由 发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视 技术中的 ，使整个荧光屏都在发光．;2．质谱仪 (1)构造：如图8－3－1所示，由粒子源、 、 和照相底片等构成． (2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定 理可得关系式 . ① 粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得 关系式qvB＝m . ② 由①②两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．;3．回旋加速器 (1)构造：如图8－3－2所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的 缝隙处接 电源．D形盒处于匀强磁场中．;四、电场磁场同区域并存应用实例 1．速度选择器 如图8－3－3所示，平行板中电场强度E的方向和磁感应强 度B的方向互相 ．这种装置能把具有一定速度的粒子选 择出来，所以叫做速度选择器．带电粒子能够匀速沿直线 通过速度选择器的条件是： ，即v＝ . 2．磁流体发电机 根据左手定则，如图8－3－4中的B板是发电机的正极． 磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v， 磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差 U＝ .;3．电磁流量计 如图8－3－5所示，圆形导管直径为d，用 制成， 导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离 子)在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间出现电势差，形成 电场．当自由电荷所受的 和 平衡时，a、b间的 电势差就保持稳定． 4．霍尔效应：在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体， 当 与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方 向都垂直的方向上出现了 ，这个现象称为霍尔效 应．所产生的电势差称为霍尔电势差，其原理如图8－3 －6所示．;一、“磁偏转”和“电偏转”的比较;二、分析带电粒子在复合场中运动情况的一般思路 1．弄清复合场的组成．一般有磁场、电场的复合，磁场、重力场的复合，磁场、电场、重力场三者的复合． 2．正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析． 3．确定带电粒子的运动状态，注意运动过程分析和受力分析的结合． 4．对于粒子连续通过几个不同的复合场的问题，要分阶段进行处理．; 5．画出粒子运动轨迹，根据条件灵活选择不同的运动学规律进行求解． (1)当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解． (2)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿定律结合圆周运动规律求解． (3)当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定