2、.改變勻強電場或勻強磁場的大小,就可以選擇出所需速度的帶電粒子,這個裝置就叫做速度選擇器.注意:速度選擇器只選擇速度的大小而不選擇粒子的種類,即粒子的速度只要滿足v=就能沿直線勻速通過速度選擇器,而與粒子的電性、電荷量、質量無關.【典題演示1】 (單選)在如圖所示的平行板器件中,電場強度E和磁感應強度B相互垂直.一帶電粒子(重力不計)從左端以速度v沿虛線射入后做直線運動,則該粒子( )A.一定帶正電B.速度v=C.若速度v>,粒子一定不能從板間射出D.若此粒子從右端沿虛線方向進入,仍做直線運動練習一:如圖所示的平行板器
3、件中,電場強度E和磁感應強度B相互垂直,具有不同水平速度的帶電粒子從P孔射入后發(fā)生偏轉的情況不同.利用這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來,所以叫做速度選擇器.若正離子(不計重力)以水平速度v=射入速度選擇器,則( ) A.正離子從P孔射入后,能沿著圖示虛線路徑通過速度選擇器B.正離子從Q孔射入后,能沿著圖示虛線路徑通過速度選擇器C.僅改變離子的電性,負離子從P孔射入后,不能沿圖示虛線路徑通過速度選擇器D.僅改變離子的電荷量,正離子從P孔射入后,不能沿圖示虛線路徑通過速度選擇器小
4、結:質譜儀的工作原理如圖所示,帶電粒子(設初速度為零)經加速電壓為U的加速電場加速,由動能定理qU=mv2,加速后得到的速度為v=,再垂直于磁場方向射入同一勻強磁場,在磁場中做勻速圓周運動,經半個圓周打到照相底片上,帶電粒子運動半徑r==.由于B與U的值是預先設定的,若已知粒子所帶電荷量q,則可測出該帶電粒子的質量m=,所以質譜儀是測量帶電粒子質量和分析同位素的重要工具.【典題演示2】 (多選)(2014·鹽城中學)如圖所示為某種質譜儀的工作原理示意圖.此質譜儀由以下幾部分構成:粒子源N;P、Q間的加速電場;靜電分析器,
5、即中心線半徑為R的四分之一圓形通道,通道內有均勻輻射電場,方向沿徑向指向圓心O,且與圓心O等距離的各點的電場強度大小相等;磁感應強度為B、方向垂直于紙面向外的有界勻強磁場;膠片MO.由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子經加速電場加速后進入靜電分析器,某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經小孔S垂直于磁場邊界進入磁場,最終打到膠片上的某點.粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同,不計粒子所受的重力.下列說法中正確的是( )A.從小孔S進入磁場的粒子的速度大小一定相等B.從小孔S進入磁場的粒子的動能一定相等C.打到膠片上同一點的粒子初速度大小
6、一定相等D.打到膠片上位置距離O點越遠的粒子,比荷越小練習二:(2014·如東中學)速度相同的一束粒子由左端射入質譜儀后的運動軌跡如圖所示,則下列說法中正確的是( )A.該束帶電粒子帶負電B.速度選擇器的P1極板帶正電C.能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0,粒子的比荷越小練習三：質譜儀是一種分析同位素的重要工具,它的構造原理如圖所示.離子源S產生質量為m、電荷量為q的鉀離子,離子出來時速度很小,可視為零.離子經過電勢差為U的電場加速后,沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁
7、場,經半圓周到達照相底片上的P點.(1)求粒子進入磁場時的速度v0.(2)求P點到入口S1的距離x.(3)在實驗過程中由于儀器不完善,加速電壓在平均值U附近變化±ΔU,求需要以多大相對精確度維持加速電壓值,才能使鉀39、鉀41的同位素束在照相底片上不發(fā)生覆蓋.小結:磁流體發(fā)電機的工作原理磁流體發(fā)電機的原理是大量等離子氣體(高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負電的微粒)噴入磁場,正、負離子在洛倫茲力作用下發(fā)生上下偏轉而聚集到A、B板上產生電勢差,此時B板的電勢高.設A、B平行金屬板的面積為S,相距為d,噴入氣體速度為v,
8、板間磁場的磁感應強度為B,當等離子氣體勻速通過A、B板間時,A、B板上聚集的電荷最多,板間電勢差最大,即為電源電動勢,此時離子受力平衡,q=qvB,電動勢E=Bdv.【典題演示3】 (多選)如圖所示是磁流體發(fā)電機的示意圖,在間距為d的平行金屬板A、C間,存在磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場,兩金屬板通過導線
