帶電粒子在符合場中的運(yùn)動探究

◇　江蘇　徐劍昆

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重點輔導(dǎo)

帶電粒子在符合場中的運(yùn)動探究

◇江蘇徐劍昆

帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動問題往往比較復(fù)雜,需要靈活運(yùn)用運(yùn)動學(xué)、力學(xué)和電磁場部分的知識來解決,此類題在高考中經(jīng)常出現(xiàn),需引起足夠的重視．這里的復(fù)合場指的是電場、磁場和重力場中的2或3個．帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動情況需要綜合考慮帶電粒子的初始速度和受力情況來分析．需要注意的是,對于電子、質(zhì)子、原子核等微觀粒子，如果題目里沒有特殊說明一般不計重力；對于小液滴、小球等宏觀粒子，如果題目里沒有特殊說明一般是要考慮重力．

1質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀是把不同的帶電粒子進(jìn)行區(qū)分開來的儀器．帶電粒子在加速電場中被加速后進(jìn)入磁場,在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動,不同的粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑不同，那么它們就會被分開．有的質(zhì)譜儀在電場和磁場中間還有一個速度選擇器．

圖1

(2) 由(1)知U=16U0r2/9L2,離子打在R點r=5L/6,離子打在N點r=L,由此解得電壓的范圍

2回旋加速器

回旋加速器由2個充滿磁場的真空D形盒相對隔開放置,D形盒之間是由交變電壓形成的電場．電場的作用是給帶電粒子加速.磁場保證粒子做勻速圓周運(yùn)動,讓粒子每隔相等的時間(勻速圓周運(yùn)動的半個周期)返回電場1次;交變電壓保證粒子每次經(jīng)過電場都是被加速,從而能量不斷增加．

圖2

3霍爾效應(yīng)

霍爾效應(yīng)指當(dāng)電流通過垂直于磁場的導(dǎo)體時,形成電流的帶電粒子在洛侖茲力作用下會發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而在垂直于電流和磁場的方向上會產(chǎn)生一個附加的電場,導(dǎo)體的兩側(cè)就會產(chǎn)生一個電壓,即霍爾電壓．霍爾效應(yīng)的應(yīng)用有磁流體發(fā)電機(jī)和電磁流量計等．

圖3

(作者單位：江蘇省鹽城市文峰中學(xué))