带电粒子在磁场中的运动.ppt

带电粒子在磁场中的运动一 第一页，共十四页，2022年，8月28日 问题1： 容器A为一离子源，从小孔S1可以持续发射质子和α粒子两种正粒子，粒子从小孔S1出来时的初速度都认为为零，粒子经过一空间需被加速后到达小孔S2 ，则在小孔S1到S2空间内可以加入何种场？ A、可以是电场　 B、可以是磁场　 C、电场、磁场都可以 正确答案：A S2 S1 A 稳压电源 问题2： 被加速后的质子和α粒子由小孔S2匀速运动到达小孔S3，进入一分离空间。若要将两种粒子分离，试设计分离方案。 第二页，共十四页，2022年，8月28日 问题2： 被加速后的质子（质量m、带电＋q）和α粒子（质量4m、带电＋2q）由小孔S2匀速运动到达小孔S3，进入一分离空间。若要将两种粒子分离，试设计分离方案。 S2 S1 A 稳压电源 S3 A、可以是电场　 B、可以是磁场 C、电场、磁场都可以 第三页，共十四页，2022年，8月28日 问题2： 被加速后的质子（质量m、带电＋q）和α粒子（质量4m、带电＋2q）由小孔S2匀速运动到达小孔S3，进入一分离空间。若要将两种粒子分离，试设计分离方案。 S2 S1 A 稳压电源 S3 －－－－－－－－－－ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋ V 第四页，共十四页，2022年，8月28日 问题2： 被加速后的质子（质量m、带电＋q）和α粒子（质量4m、带电＋2q）由小孔S2匀速运动到达小孔S3，进入一分离空间。若要将两种粒子分离，试设计分离方案。 　若提供磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，试求两种粒子打在照相底片D上的位置离S3的距离。 B S2 S1 A 稳压电源 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · S3 质谱仪 V 洛伦兹力 半径、周期 第五页，共十四页，2022年，8月28日 S2 S1 A 稳压电源 S3 · · · · · · · · · · · ·· · · · · · · · · 变式1: 如图所示真空中宽为d的区域内有强度为B的匀强磁场,方向如图，质量m、带电＋q的粒子以与CD成90°角的速度V0垂直射入磁场中；要使粒子必能从EF射出则初速度V0应满足什么条件？ E F C D V0 第六页，共十四页，2022年，8月28日 S2 S1 A 稳压电源 S3 · · · · · · · · · · · · · · 变式2． 若此带电粒子的质量m=1.7×10-27kg，电荷量q=1.6×10-19C，以某一初速度，沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁感应强度B=0.17T，磁场的宽度L=10cm，带电粒子离开磁场时速度方向与原来入射方向的夹角为30°,求: 带电粒子进入匀强磁场时的初速度 v 解题思路 第七页，共十四页，2022年，8月28日 S3 S2 S1 A 稳压电源 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 变式3： 质量为m、带电荷量为+q的粒子（重力不计），初速度垂直于磁场方向，与边界成 30°角的方向射入磁感应强度为B、磁场宽度为d的匀强磁场中，最后恰好从同一边界射出。 1）粒子进入磁场的初速度多大？ 找熟悉（喜欢） 第八页，共十四页，2022年，8月28日 S3 S2 S1 A 稳压电源 1）粒子进入磁场的初速度多大？ · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 变式3： 质量为m、带电荷量为－q的粒子（重力不计），初速度垂直于磁场方向，与边界成 30°角的方向射入磁感应强度为B、磁场宽度为d的匀强磁场中，最后恰好从同一边界射出。 2）若粒子的带电量为＋q，又 　以多大的初速度进入磁场？ 找圆心 ３）两种情况在磁场中运动 　　时间之比 第九页，共十四页，2022年，8月28日 变式4． 如图所示，真空室内有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B＝0.60T，磁场内有一块平行感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离Ｌ＝10cm处，有一个点状的α粒子发射源S，它向各个方向发射α粒子，已知α粒