带电粒子在复合场中的运动(直线)周志龙.ppt

第8.3.1　带电粒子在组合场中的运动;基础回顾;; 3. 如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图, 其核心部分是两个D形金属盒. 在加速带电粒子时, 两金属盒置于匀强磁场中, 两盒分别与高频电源相连. 带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示, 忽略带电粒子在电场中的加速时间, 则下列判断正确的是(　　) A. 在Ek－t图中应有t4－t3＜t3－t2＜t2－t1 B. 加速电压越大, 粒子最后获得的动能就越大 C. 粒子加速次数越多, 粒子最大动能一定越大 D. 要想粒子获得的最大动能增大, 可增加D形盒的面积;示范举例;　练习：如图，在矩形ABCD内对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场, 对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出), 矩形AD边长为L, AB边长为 L.一个质量为m、电荷量＋q的带电粒子(不计重力)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场, 在对角线BD的中点P处进入磁场, 并从DC边上的Q点垂直于DC离开磁场, 试求: (1)电场强度的大小; (2)带电粒子经过P点时速度的大小和方向; (3)磁场的磁感应强度的大小和方向. ;第8.3.2　带电粒子在复合场中的运动（直线）;（一）基础回顾 1. 美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台α磁谱仪, 其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径为120 mm, 高为800 mm、中心磁感应强度为0.134 T的永久磁体, 它的主要使命是探测宇宙空间中可能存在的反物质, 特别是宇宙中反氦原子的原子核(带负电). 如图所示, α磁谱仪中的4条径迹分别为质子、反质子、α粒子、反氦核的径迹, 其中反氦核的径迹为(　　) A. 4　　　　　　　　　　B. 3 C. 2 D. 1; ;3. 医生做某些特殊手术时, 利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度. 电磁血流计由电极a和b以及磁极N和S构成, 磁极间的磁场是均匀的. 使用时, 两电极a、b均与血管壁接触, 两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直, 如图所示. 由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动, 电极a、b之间会有微小电势差. 在达到平衡时, 血管内部的电场可看成是匀强电场, 血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零. 在某次监测中, 两触点的距离为3.0 mm, 血管壁的厚度可忽略, 两触点间的电势差为160 μV, 磁感应强度的大小为0.040 T. 则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　) A. 1.3 m/s, a正、b负 B. 2.7 m/s, a正、b负 C. 1.3 m/s, a负、b正 D. 2.7 m/s, a负、b正;讨论： 1. 如图所示, 一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里(不计重力作用), 结果发现有些离子保持原来的运动方向, 有些发生偏转. 如果让这些不偏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, 对这些进入另一磁场的离子, 可得出结论(　　) A. 它们的动能一定各不相同 B. 它们的电荷量一定各不相同 C. 它们的质量一定各不相同 D. 它们的电荷量与质量之比一定各不相同;2. 如图所示, 在长方形abcd区域内有正交的电磁场, ab＝ ＝L, 一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入, 恰沿直线从bc边的中点P射出, 若撤去磁场, 则粒子从c点射出; 若撤去电场, 则粒子将(重力不计)(　　)A. 从b点射出　　　　B. 从b、P间某点射出C. 从a点射出 D. 从a、b间某点射出;3.如图所示, 在竖直虚线MN和M′N′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场, 一带电粒子(不计重力)以初速度v0由A点进入这个区域, 带电粒子沿直线运动, 并从C点离开场区. 如果撤去磁场, 该粒子将从B点离开场区; 如果撤去电场, 该粒子将从D点离开场区. 则下列判断正确的是(　　) A. 该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同 B. 该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同 C. 匀强电场的场强E与匀强磁场 的磁感应强度B之比 ＝v0 D. 若该粒子带负电, 则电场方向竖直向下, 磁场方向垂直于纸面向外;（二）示范举例;联系1：如图所示, 某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场, 电场方向水平向右, 磁场方向垂直于纸面向里, 一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动, 下列说法正确的是(　　) A. 微粒一定带正电 B. 微粒动能一定减小 C. 微粒的电势能一定增加 D. 微粒的机械能一定增加;