带电粒子在复合场中的运动的实际应用1.速度选择器 如图所示,粒子经加速电场后得到一定的速度 v0,进入正交的电场和磁场,受到的电场力与洛仑兹力方向相反,若使粒子沿直线从右边孔中出去,则有 qv0B=qE,v0=E/B,若 v= v0=E/B,粒子做直线运动,与粒子电量、电性、质量无关 若 v<E/B,电场力大,粒子向电场力方向偏,电场力做正功,动能增加. 若 v>E/B,洛仑兹力大,粒子向磁场力方向偏,电场力做负功,动能减少.例 1 某带电粒子从图中速度选择器左端由中点 O 以速度 v0向右射去,从右端中心 a 下方的 b 点以速度 v1射出;若增大磁感应强度 B,该粒子将打到 a 点上方的 c 点,且有 ac=ab,则该粒子带___电;第二次射出时的速度为_____。解:B 增大后向上偏,说明洛伦兹力向上,所以为带正电。由于洛伦兹力总不做功,所以两次都是只有电场力做功,第一次为正功,第二次为负功,但功的绝对值相同。例 2 如图所示,一个带电粒子两次以同样的垂直于场线的初速度 v0分别穿越匀强电场区和匀强磁场区, 场区的宽度均为 L 偏转角度均为 α,求 E∶B解:分别利用带电粒子的偏角公式。在电场中偏转:,在磁场中偏转:,由以上两式可得。可以证明:当偏转角相同时,侧移必然不同(电场中侧移较大);当侧移相同时,偏转角必然不同(磁场中偏转角较大)。例 3 如图所示,从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E(方向竖直向上)和匀强磁场B(方向垂直于纸面向外)中,发现离子向上偏转,要使此离abcov0子沿直线穿过电场? A.增大电场强度E,减小磁感强度B B.减小加速电压U ,增大电场强度E C.适当地加大加速电压U D.适当地减小电场强度E解析:正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域中,受到的电场力F=qE,方向向上,受到的洛仑兹力f=qVB,方向向下,离子向上偏,说明了电场力大于洛仑兹力,要使离子沿直线运动,则只有使洛仑兹力磁大或电场力减小,增大洛仑兹力的途径是增大加速电场的电压U或或增大磁感强度B,减小电场力的途径是减小场强E.对照选项的内容可知C、D正确.?2.质谱仪如图所示组成:离子源 O,加速场 U,速度选择器(E,B),偏转场 B2,胶片.原理:加速场中 qU=½mv2 选择器中:v=E/B1偏转场中:d=2r,qvB2=mv2/r比荷:质量作用:主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素.例 1 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,它的构造原...