高二物理洛倫茲力的應(yīng)用2

1、洛倫茲力的應(yīng)用一、質(zhì)譜儀1、質(zhì)譜儀是測量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具2、基本原理將質(zhì)量不等、電荷數(shù)相等的帶電粒子經(jīng)同一電場加速再垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場，由于粒子動量不同，引起軌跡半徑不同而分開，進(jìn)而分析某元素中所含同位素的種類3、推導(dǎo)1加速原理：利用加速電場對帶電粒子做正功使帶電粒子的動能增加，qU=Ek2直線加速器，多級加速如圖所示是多級加速裝置的原理圖：二、加速器（一）、直線加速器由動能定理得帶電粒子經(jīng)n極的電場加速后增加的動能為： 3直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空間范圍內(nèi)制造直線加速器受到一定的限制（二）、回旋加速器V0V1V2V3V4V51、帶電粒子在兩D形盒中回旋周期等于

2、兩盒狹縫之間高頻電場的變化周期，粒子每經(jīng)過一個周期，被電場加速二次2、將帶電粒子在狹縫之間的運(yùn)動首尾連接起來是一個初速度為零的勻加速直線運(yùn)動3、帶電粒子每經(jīng)電場加速一次，回旋半徑就增大一次， 每次增加的動能為 所有各次半徑之比為：4、對于同一回旋加速器，其粒子的回旋的最大半徑是相同的。5、回旋加速器的出現(xiàn)，使人類在獲得具有較高能量的粒子的方面前進(jìn)了一 大步，了解其它類型的加速器：直線加速器、同步加速器、電子感應(yīng)加速器、串列加速器、電子對撞機(jī)等回旋加速器利用兩D形盒窄縫間的電場使帶電粒子加速，利用D形盒內(nèi)的磁場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)，帶電粒子所能獲得的最終能量與B和R有關(guān)，與U無關(guān) 例1：關(guān)于回旋加速器

3、中電場和磁場的作用的敘述，正確的是( )A、電場和磁場都對帶電粒子起加速作用B、電場和磁場是交替地對帶電粒子做功的C、只有電場能對帶電粒子起加速作用D、磁場的作用是使帶電粒子在D形盒中做勻速圓周運(yùn)動CDUqSS1xPB 例2：質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作為零)，經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，可以判斷( )A、若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大B、若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小C、只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同D、只要x相

4、同，則離子的荷質(zhì)比一定相同AD1212 例3：串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置。圖中虛線框內(nèi)為其主體的原理示意圖，其中加速管的中部b處有很高的正電勢U，a、c兩端均有電極接地（電勢為零）?，F(xiàn)將速度很低的負(fù)一價(jià)碳離子從a端輸入，當(dāng)離子到達(dá)處時(shí)，可被設(shè)在處的特殊裝置將其電子剝離，成為n價(jià)正離子，而不改變其速度大小。這些正n價(jià)碳離子從c端飛出后進(jìn)入一與其速度方向垂直的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，在磁場中做半徑為R的圓周運(yùn)動。已知碳離子的質(zhì)量為m=2.010-26kg，U=7.5105V，B=0.50T，n=2，基元電荷e=1.610-19C，求R。 =0.75m abc加速管加速管abC 加速管

5、 加速管1212解：設(shè)碳離子到達(dá)b處時(shí)的速度為v1， 從c端射出時(shí)的速度為v2，由能量關(guān)系得： mv12/2=eU， mv22/2= mv12/2+neU， 進(jìn)入磁場后，碳離子做圓周運(yùn)動， R=mv2/Bne，得 =0.75m abc加速管加速管abC 加速管 加速管三.速度選擇器在電、磁場中，若不計(jì)重力，則：1.速度選擇器只選擇速度，與電荷的正負(fù)無關(guān)；2.注意電場和磁場的方向搭配。速度選擇器：（1）任何一個正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場組成速度選擇器。（2）帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。即有確定的入口和出口。（3）這個結(jié)論與粒

6、子帶何種電荷、電荷多少都無關(guān)。 v若速度小于這一速度，電場力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場力方向偏轉(zhuǎn)，電場力做正功，動能將增大，洛倫茲力也將增大，粒子的軌跡既不是拋物線，也不是圓，而是一條復(fù)雜曲線；若大于這一速度，將向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)，電場力將做負(fù)功，動能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是一條復(fù)雜曲線。練習(xí): 在兩平行金屬板間有正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入場中，射出時(shí)粒子的動能減少了，為了使粒子射出時(shí)動能增加，在不計(jì)重力的情況下，可采取的辦法是：A.增大粒子射入時(shí)的速度B.減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.增大電場的電場強(qiáng)度D.改變粒子的帶電性質(zhì)BC四.磁流體發(fā)電機(jī)等離子

7、體即高溫下電離的氣體，含有大量的帶正電荷和負(fù)電荷的微粒，總體是電中性的。磁流體發(fā)電機(jī)abLvBREq=Bqv電動勢：E=Ea電流：I=E/（R+r）r=？流體為：等離子束目的：發(fā)電五、電磁流量計(jì)Bqv=Eq=qu/d得v=U/Bd流量：Q=Sv=dU/4B流體為：導(dǎo)電液體 目的：測流量dba導(dǎo)電液體若管道為其他形狀,如矩形呢?7、霍爾效應(yīng)Eq=BqvI=nqvS U=Eh（U=E）流體為：定向移動的電荷 是一種現(xiàn)象hdBIAA例6：圖為一種獲得高能粒子的裝置。環(huán)行區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場。質(zhì)量為m，電量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動。A、B為兩塊中心開有小孔的極板

8、。原來電勢都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢升高為+U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩板間的電場中得到加速。每當(dāng)粒子離開B板時(shí)，A板電勢又降為零。粒子在電場中一次次加速下動能不斷增大，而半徑不變。（1）t=0時(shí)粒子靜止在A板小孔處，在電場力作用下加速，并繞行第一圈。求 粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動能EK總（2）為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動，求粒子繞行第n圈時(shí)的磁 感應(yīng)強(qiáng)度Bn（3）求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間tn（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R）AA +UB 0BO+U 例3：電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)，如圖所示。

9、磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)的中心為O，半徑為r。當(dāng)不加磁場時(shí)，電子束將通過O點(diǎn)而打到屏幕的中心M點(diǎn)。為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度，此時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？ 例5： 如圖，兩個共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫、和，外筒的外半徑為，在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁場，磁感強(qiáng)度的大小為。在兩極間加上電壓，使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿向外的電場。一質(zhì)量為、帶電量為的粒子，從緊靠內(nèi)筒且正對狹縫的點(diǎn)出發(fā)，初速為零。如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)動之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)，則兩電極之間的電壓應(yīng)是多少？（不計(jì)重力，整個裝置在真空

10、中） ; http:/007/forum-aomen-1.html 澳門夜場招聘 澳門夜總會招聘 澳門ktv招聘 orz14msr 家。說起來，這“彭記絲綢行”本是其祖上延續(xù)下來的一個老鋪?zhàn)?，祖孫幾代在杭州城里經(jīng)營絲綢生意已經(jīng)有上百年的歷史了。由于這個老牌子的絲綢店鋪不但產(chǎn)品非常齊全，而且兼做絲綢原料和成衣銷售，因此在“昌盛絲綢行”開業(yè)之前，一直是全杭州城里公認(rèn)的同行老大。但是，隨著“昌盛絲綢行”在市民們心目中的地位日益提高，“彭記絲綢行”的生意就逐漸清淡下來了。然而，這個百年老鋪是絕不甘心敗在剛剛躋身于這個行當(dāng)中的后起之秀“昌盛絲綢行”手下的。只是，這家老資格鋪?zhàn)拥恼乒竦呐盹@貴不是去考慮如何

11、來改進(jìn)和創(chuàng)新自己的經(jīng)營理念和運(yùn)作手法，而是采取了一些見不得人的齷齪手段，慫恿唆使其手下的伙計(jì)們無事生非，編造一些莫須有的謠言，來誹謗詆毀“昌盛絲綢行”。他草率地認(rèn)為，依仗著自己的百年老鋪在杭州絲綢行中的威望，只要采用這種見不得人的伎倆，就可以把根基尚淺的“昌盛絲綢行”一舉打敗，從而確保自己在同行業(yè)中老大的地位。一些不明就里的人真還就信以為真了，致使“昌盛絲綢行”的經(jīng)營一度受挫，銷售量銳減。雖然耿正兄妹三人并不知道“彭記絲綢行”這個彭顯貴掌柜的的底細(xì)，但李老鄉(xiāng)對這個人是非常了解的。說起來，就論此人的才能和人品而言，雖說談不上有多么的出類拔萃和光明磊落，但本質(zhì)上卻也并不是一個窩囊齷齪行為低下品性惡

12、劣的人。他做事一貫小心謹(jǐn)慎，經(jīng)營祖?zhèn)鞯倪@個絲綢鋪?zhàn)右呀?jīng)三十來年了。在他的掌管下，“彭記絲綢行”雖然不見得有什么發(fā)揚(yáng)光大，但其作為全杭州城里同行老大的牌子倒也還是保持下來了。只是，此人這一次的丑陋做法，卻使原本對他的印象還說得過去的李老鄉(xiāng)，現(xiàn)在對他的看法卻來了一個一百八十度的大轉(zhuǎn)彎，認(rèn)為這人簡直就不值得一提了！了解到這些情況后，耿正對李老鄉(xiāng)說：“叔，您先別著急，讓我來想個行之有效的辦法吧！”耿英說：“想什么辦法??？他們的這家鋪?zhàn)釉谏绦兄械拿暱杀仍蹅兇蟮枚嗄?。這倘若來軟的吧，咱何苦忍氣吞聲來著！但如果愣是來硬的，咱們肯定也會受到很大的損失！”耿直卻實(shí)在咽不下去這口氣，氣鼓鼓地說：“咱無論如何不能就這樣任人宰割！依我說，咱干脆就來個以牙還牙，以眼還眼；他們給咱造謠，咱們也給他造謠！”耿英聽