1、带电粒子在匀强磁场中运动轨迹及处理方法 .
(1)运动轨迹 .
带电粒子(不计重力)以一定得速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中:
(2)带电粒子在匀强磁场中的圆周运动:
如图所示,带电粒子以速度v垂直磁场方向入射,在磁场中做匀速圆周运动,设带电粒子的质量为m,所带的电荷量为q 。
① 轨道半径:由于洛伦兹力提供向心力,则有
………… (ⅰ)
② 周期:由轨道半径与周期之间的关系,代入(ⅰ)式,得
…………(ⅱ)
(3)两点说明:
① 由公式知,在匀强磁场中,做匀速圆周运动的带电粒子,其轨道半径跟运动速率成正比。
② 由公式知,在匀强磁场中,做匀速圆周运动的带电粒子,周期跟轨道半径和运动速率均无关,而与比荷成反比。
2、质谱仪 .
(1)结构如图,主要由以下几部分构成:
① 加速电场(U)
② 速度选择器(E、B1)
③ 偏转磁场(B2)
④ 照相底片
(2)工作原理:
① 加速:粒子通过加速电场,根据动能定理.
② 速度选择:粒子通过速度选择器,根据匀速直线运动的条件(受力平衡) .
③ 偏转:粒子在偏转磁场B2)的作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即 ,故 ,从粒子打在底片上的位置可以测出粒子在偏转磁场中的轨道直径d,则有:
进而可算出粒子的比荷(荷质比)和质量分别为, .
④ 用途:测定带电粒子的质量,分析同位素。
[来源:高考资源网]
3、回旋加速器 .
见专题三 —— 回旋加速器 .
4、磁流体发电机 .
(1)等离子体——即高温下电离的气体,含有大量的带正
电荷和负电荷的微粒,总体是电中性的。
(2)目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能,磁流体发电机的基本原理就是霍尔效应,图表示出了它的发电原理:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,而从整体上来说是呈电中性)喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向A、B两板聚集,使两板间产生电势差,若平行金属板距离为d,匀强磁场磁感应强度为B,等离子体流速为v,气体从一侧面垂直磁场射入板间,不计气体电阻,外电路电阻为R,则两板间最大电压和可能达到的最大电流为多少?[来源: ]
【分析】: .
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
【点此下载】