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1、一轮复习带电粒子在复合场中的实际应用,孟凡真2012.12.26,高考考情：,带电粒子在复合场中运动的物理情景在实际生产，生活和科技中都有广泛的应用。近年高考题趋向明显变化，试题不再注重难度和深度，而转向强调试题的基础化、生活化、综合化、新异化、应用化。这类试题具有强烈的时代气息和丰富的科技信息，是锤炼综合分析能力、发散创新思维、理论联系实际、学以致用的好素材。如粒子速度选择器、质谱仪、回旋加速器、霍尔效应、磁流体发电机等等。,复习目标：,1、透彻地理解电场和磁场的性质 2、综合运用动能定理、牛顿运动定律、运动合成与分解、圆周运动等知识 3、培养分析能力、综合能力、思维创新等能力,一、质谱仪,
2、1、基本构造：粒子容器、加速电场、匀强磁场、感光片,2、基本原理,将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子性质不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类,3、推导,在电场中加速：,在磁场中偏转：,4、用途：测量带电粒子质量、分析同位素,二、回旋加速器,S,窄缝,中心附近放有 粒子源,问题1：带电粒子在磁场中作什么那运动？在中间电场中做什么运动？,问题2：为使粒子每经过两极板时都得到加速，极板间电压应该怎样？,问题3：每加速粒子一次，带电粒子运动速率和运动半径都会增加，它运动的 周期会变化吗？,问题4：交变电压的周期和带电粒子运动周期有什
3、么关系？,问题7：加速粒子的最终动能由哪些因素决定？,问题5：若加速电压为U每加速一次获得的动能是多少？一个周期加速几次？,问题6：若粒子射出D型盒时半径为r，则速度为多少？,1交变的加速电压周期T,2回旋加速器加速后的能量,带电粒子加速后的能量与加速电压U无关 要提高加速粒子最后的能量，应尽可能增大磁感应强度 B和加速器的半径,三、速度选择器,在电、磁场中，若不计重力，则：,1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关； 2.注意电场和磁场的方向搭配。,1、如果粒子所带电荷变为负电荷，仍从左向右入射，此装置是否还能作为速度选择器使用？,思考讨论：,2、如果带电粒子从右向左入射，此装置是否能作为
4、速度选择器用,3、如果此装置中的电场和磁场方向同时反向，此装置是否可以作速度选择器用？如果可以，那么粒子应该从哪个方向入射？,四.磁流体发电机,等离子体 即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。,B,R,Eq=Bqv,电动势：E=EL=BLv,电流：I=E/（R+r）,r=？, , ,a,A,五、霍尔效应,Eq=Bqv,I=nqvS=nqvhd,U=Eh=Bvh, ,1879年美国物理学家E.H霍尔观察到，在匀强磁场中放一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直的时候，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差的现象。所产生的电势差称为霍尔电势差。,流体为：定向移动的电荷,