復(fù)合場(chǎng)中的物理問題

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1、五、復(fù)合場(chǎng)中的特殊物理模型1.粒子速度選擇器如圖所示，粒子經(jīng)加速電場(chǎng)后得到一定的速度Vo,進(jìn)入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中岀去，則有qv0B=qE?v0=E/B,若v=v0=E/B,粒了做直線運(yùn)動(dòng)，與粒了電量、電性、質(zhì)量無關(guān)若vE/B,洛倫茲力人，粒子向磁場(chǎng)力方向偏，電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減少.2?磁流體發(fā)電機(jī)如圖所示，由燃燒室O燃燒電離成的正、負(fù)離子（等離子體）x以高速。噴入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B屮.在洛倫茲力作用下，正、負(fù)離子分別向上、下

2、極板偏轉(zhuǎn)、積累，從而在板間形成一個(gè)向下的電場(chǎng).兩板間形成一定的Hi勢(shì)差.當(dāng)qvB=qU/d時(shí)電勢(shì)差穩(wěn)定U=dvB,這就相當(dāng)于一個(gè)可以對(duì)外供電的電源.3?屯磁流量計(jì).電磁流量計(jì)原理可解釋為：如圖所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d,用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向介流動(dòng).導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a,b間出現(xiàn)電勢(shì)差.當(dāng)自由電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定.由Bqv=Eq=Uq/d,可得v=U/Bd?流量Q=Sv=兀Ud/4B4?質(zhì)譜儀：如圖所示：組成：離子源0,加速場(chǎng)U,速度選擇器（E,B

3、）,偏轉(zhuǎn)場(chǎng)B2,膠片.選擇器中:Bqv=Eq=>原理：加速場(chǎng)中qU=%mv2偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中:d=2r,qvB2=mv2/r比荷:紅王mB}B2d質(zhì)量作用：主要用于測(cè)量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素.5?回旋加速器如圖所示：組成：兩個(gè)D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓,兩縫間可形成電壓U作用：電場(chǎng)用來對(duì)粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場(chǎng)用來使粒子冋旋從而能反復(fù)加速.高能粒子是研究微觀物理的重要手段.要求：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電源的變化周期.關(guān)于回旋加速器的幾個(gè)問題:（1）回旋加速器中的D形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周

4、運(yùn)動(dòng)過程中只處在磁場(chǎng)中而不受電場(chǎng)的于擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)'(2)冋旋加速器屮所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等：f亠業(yè)T2勿(2)回旋加速器最后使粒子得到的能量,可由公式ek=^=^L來計(jì)22m算,在粒子電量，、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強(qiáng)度B—定的情況下，回旋加速器的半徑R越大，粒子的能量就越大.電磁感應(yīng):1?法拉第電磁感應(yīng)定律：屯路屮感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比,這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的這部分電路就相當(dāng)于電源

5、，在電源的內(nèi)都電流的方向是從低電勢(shì)流向高屯勢(shì)。(即：由負(fù)到正)2.［感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算公式］1)E=BLV(垂直平動(dòng)切割)2)E刊治氓—讐…?(普適公式)g軟法拉第電磁（直導(dǎo)體繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)切割）5）*自感〔自=nA4）/At==L—（自感）At3?楞次定律：感應(yīng)電流與有這樣的方向何感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化，這就是楞次定律。內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。B感和I感的方向判定：楞次定律（右手）深刻理解“阻礙”兩字的含義（I感的B是阻礙產(chǎn)生I感的原因）B原方向？；B原?變

6、化（原方向是增還是減）；I感方向?才能阻礙變化；再由I感方向確定B感方向。楞次定律的多種表述①?gòu)拇磐孔兓慕嵌龋焊袘?yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。②從導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)：導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。③從感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的變化。（增反、減同）④楞次定律的特例——右手定則在應(yīng)用屮常見兩種情況：一是磁場(chǎng)不變，導(dǎo)體冋路和對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)；二是導(dǎo)休回路不動(dòng)，磁場(chǎng)發(fā)生變化。磁通量的變化與和對(duì)運(yùn)動(dòng)具有等效性：磁通量增加相當(dāng)于導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)接近，磁通量減少相當(dāng)丁導(dǎo)體回路與磁場(chǎng)遠(yuǎn)

7、離。因此,從導(dǎo)體冋路和磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻▲尋相對(duì)運(yùn)動(dòng)；從穿過導(dǎo)體回路的磁通量變化的角度來看，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙磁通量的變化。能量守恒表述：I感效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)分析，就是分析導(dǎo)體的受力和運(yùn)動(dòng)情況之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。一般可歸納為：導(dǎo)體組成的閉合電路屮磁通量發(fā)生變化n導(dǎo)體屮產(chǎn)生感應(yīng)電流n導(dǎo)體受安培力作用n導(dǎo)體所受合力隨之變化n導(dǎo)體的加速度變化n其速度隨之變化二感應(yīng)電流也隨之變化周而復(fù)始地循環(huán)，故后加速度小致零（速度將達(dá)到最大）導(dǎo)體將以此最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)“阻礙”和“變化”的含義感應(yīng)電

8、流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)。因此，不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。4?電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合方法：從運(yùn)動(dòng)和力