帶電粒子在磁場中運(yùn)動軌跡確定及科技應(yīng)用課件

1、一、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動圓心和半徑確定二、帶電粒子在磁場中運(yùn)動的科技應(yīng)用一、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動圓心和半徑確定二、帶電A如圖實線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.25T，一束電子流沿圓形磁場的直徑方向以速度v=106m/s射入磁場，電子束經(jīng)過磁場區(qū)后，其運(yùn)動方向偏轉(zhuǎn)=740 （電子比荷q/m=108C/kg，sin370=0.6，sin48.600.75)（1）求磁場區(qū)域半徑r（2）若在A點(diǎn)改變粒子的入射方向但仍保持帶電粒子在紙面內(nèi)運(yùn)動和速率不變，則粒子在這個磁場中運(yùn)動的最長時間是多少？VA 已知圓軌跡上兩點(diǎn)速度方向可確定圓心和半徑0.03m，6

2、.79*10-8 sA如圖實線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)AA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。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，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，此時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？(電子荷質(zhì)比為e/m,重力不計)電視機(jī)顯像管 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)實現(xiàn)的。電子束經(jīng)vvvv2、如圖所示，有垂直坐標(biāo)平面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向向里。一帶正電荷量為

3、q的粒子，質(zhì)量為m，從O點(diǎn)以某一初速度垂直射入磁場，其軌跡與x、y軸的交點(diǎn)A、C到O點(diǎn)的距離分別為a、b。試求：（1）初速度方向與x軸夾角；（2）初速度的大小。 xyACO已知兩條弦(或圓軌跡上的三個點(diǎn))可確定圓心和半徑2、如圖所示，有垂直坐標(biāo)平面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)3、如圖所示，在x軸以下的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xOy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶正電的粒子以速度v從O點(diǎn)射入磁場，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正方向的夾角為 。若粒子射出磁場的位置在X軸上與O點(diǎn)的距離為L，求該粒子的電量和質(zhì)量之比q/m。xyO已知圓軌跡上一點(diǎn)的速度方向及一條弦可確定圓心和半徑3

4、、如圖所示，在x軸以下的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于4、在邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B，電子從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場，設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e。求：（1）從c點(diǎn)射出的電子速度為vc，時間為tC，從d點(diǎn)射出的電子速度為vd，時間為td，則 vc：vd？，tc：td？ （2）要使電子從bc中點(diǎn)M射出，vM？（3）要使電子從dc中點(diǎn)N射出，vN？cbMadNcbMadN4、在邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B，電5、如圖所示，在真空區(qū)域內(nèi)，有寬度為L的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場方向垂直紙面向里，MN、PQ是磁場的邊界，質(zhì)量為m，帶電為q的粒子，先后兩

5、次沿著與MN夾角為(0）的方向垂直磁感線射入勻強(qiáng)磁場B中.第一次，粒子以速度v1射入磁場，粒子剛好沒能從PQ邊界射出磁場；第二次粒子以速度v2射入磁場，粒子剛好垂直PQ射出磁場.（不計重力影響）求：求v1/v2的值5、如圖所示，在真空區(qū)域內(nèi)，有寬度為L的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度6、如圖所示，在鉛板AB上有一個放射源S可向各個方向射出速率v=2.04107m/s的射線。C、D為足夠大熒光屏，AB、CD間距d=10cm，其中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=6.0104T的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向內(nèi)，已知粒子的荷質(zhì)比e/m=1.71011C/kg，求：這時在豎直方向上能觀察到熒光屏亮斑區(qū)的長度。 AB 。CDS6

6、、如圖所示，在鉛板AB上有一個放射源S可向各個方向射出速率如圖所示，在平行金屬板間有勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，方向如圖，有一束正電荷沿中心線方向水平射入，卻分成三束分別由a、b、c三點(diǎn)射出，這三束帶電粒子進(jìn)入板間的速度大小關(guān)系.(重力不計)速度選擇器如圖所示，在平行金屬板間有勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，方向如圖，有一質(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

7、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相同，則離子的荷質(zhì)比一定相同USP質(zhì)譜儀質(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)造磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)如圖是磁流體發(fā)電機(jī)，其原理是：等離子氣體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛侖茲力作用下發(fā)生上、下偏轉(zhuǎn)而聚集到A、B板上，產(chǎn)生電勢差設(shè)A、B平行金屬板的面積為 S，相距 l，等離子氣體的電阻率為，噴入氣體速度為v，板間磁場的磁感強(qiáng)度為B，板外電阻為R，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通過AB板間時，A、B板上聚集的電荷最多，板間電勢差最大，即為電源電動勢電動勢 E=_。 R中電流I=_如圖是磁流體發(fā)電機(jī)，其原理是：等離子氣體噴入磁

8、場，正、負(fù)離子回旋加速器abcdetuMNU0-U0TMN回旋加速器abcdetuMNU0-U0TMN帶電粒子在磁場中運(yùn)動軌跡確定及科技應(yīng)用課件如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m、電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出(不考慮相對論效應(yīng)）求：（1）加速器中勻強(qiáng)磁場B的方向和大??；（2）設(shè)兩D形盒間距離為d，其間電壓為U，電場視為勻強(qiáng)電場，質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周數(shù)是多少；（3）加速到上述能量所需時間為多少如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m、電量帶電粒子在磁場中運(yùn)動軌跡確定及科技應(yīng)用課件電磁流量計電磁流量計如圖為電磁流量計的示意圖，非磁性管直徑為d，內(nèi)有導(dǎo)電液體流動，在垂直液體流向加一指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B，測得液體a、b兩點(diǎn)間的電勢差為U，則管內(nèi)導(dǎo)電液體的流量Q= 。如圖為電磁流量計的示意圖，非磁性管直徑為d，內(nèi)有導(dǎo)電液體流動霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng) 如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面 A之