带电粒子在复合场中运动力与运动综合PPT讲稿.ppt

带电粒子在复合场中运动力与运动综合第1页，共10页，编辑于2022年，星期六【例例】如图所示，空间存在水平方向的匀强电场如图所示，空间存在水平方向的匀强电场 E 和垂直纸和垂直纸面向外的匀强磁场面向外的匀强磁场 B，一个质量为，一个质量为 m、带电量为、带电量为q 的小球的小球套在不光滑的足够长的竖直绝缘杆上，自静止开始下滑，则（套在不光滑的足够长的竖直绝缘杆上，自静止开始下滑，则（）A小球的动能不断增大，直到某一最大值小球的动能不断增大，直到某一最大值B小球的加速度不断减小，直至为零小球的加速度不断减小，直至为零C小球的加速度先增大后减小，最终为零小球的加速度先增大后减小，最终为零D小球的速度先增加后减小，最终为零小球的速度先增加后减小，最终为零AC若小球与杆的动摩擦因数为若小球与杆的动摩擦因数为，求：，求：小球速度为多大时，加速度最大小球速度为多大时，加速度最大?最大值是多少最大值是多少?小球下滑的最大速度是多少小球下滑的最大速度是多少?第2页，共10页，编辑于2022年，星期六小球带正电，轨道粗糙小球带正电，轨道粗糙第3页，共10页，编辑于2022年，星期六【例例】如图所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀如图所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的上的a点自由滑下，经过轨道端点点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的平方向做直线运动，现使小球从稍低些的b点开始自由滑点开始自由滑下，在经下，在经P点进入板间的运动过程中点进入板间的运动过程中()A、其动能将会增大、其动能将会增大 B、其电势能将会增大、其电势能将会增大 C、小球所受的洛伦兹力将会增大、小球所受的洛伦兹力将会增大 D、小球所受的电场力将会增大、小球所受的电场力将会增大ABC第4页，共10页，编辑于2022年，星期六dba 导导 电电 液液 体体若管道为其他形状若管道为其他形状，如矩形又如何呢如矩形又如何呢?请识别下列各图请识别下列各图第5页，共10页，编辑于2022年，星期六质谱仪质谱仪质谱仪的主要作用：测定带电粒子的质量和分质谱仪的主要作用：测定带电粒子的质量和分 析同位素析同位素第6页，共10页，编辑于2022年，星期六这就是丹普斯特这就是丹普斯特(Dempster)设计的质谱仪的原理。设计的质谱仪的原理。测定带电粒子质量的仪器测定带电粒子质量的仪器 mv2/2=qU (1)mv2/R=qvB (2)m=qB2R22U。(3)如果如果B B、U和和q q是已知的，测是已知的，测出出R R后就可由后就可由(3)(3)式算出带电粒子式算出带电粒子的质量。的质量。第7页，共10页，编辑于2022年，星期六班布瑞基班布瑞基(Bainbridge)设计的质谱仪的原理设计的质谱仪的原理 eE=evB R=mv/qB m=qBR/v 如果如果B B、V V和和q q是已知的，是已知的，测出测出R R后就可算出带电粒子的质后就可算出带电粒子的质量。量。第8页，共10页，编辑于2022年，星期六回旋加速器回旋加速器 原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等相等，粒子，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间形盒缝隙，两盒间的电场一次一次地反向，粒子就会被一次的电场一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由一次地加速由 ，得，得 ，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和和D形盒形盒半径半径决定，决定，与加速电压与加速电压无关无关第9页，共10页，编辑于2022年，星期六一种测量血管中血流速度的仪器原理如图所示，在一种测量血管中血流速度的仪器原理如图所示，在动脉血管的左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装动脉血管的左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极并连接电压表。设血管的直径是电极并连接电压表。设血管的直径是d d，磁场的磁感，磁场的磁感强度为强度为B B，电压表测出的电压为，电压表测出的电压为U U，则血流速度大小，则血流速度大小为多少？流量为多少？为多少？流量为多少？由由Eq=Bqv得：得：E=BVU=Ed=BVd得：得：V=U/Bd流量：流量：Q=SV=dU/4B第10页，共10页，编辑于2022年，星期六