1、应用二：质谱仪应用二：质谱仪1、质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具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 mv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 UqSS1 x PB例例 1：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源的重要工具，它的构造原理如图，离子源 S产生的各种不同产生的各种不同正离子束正离子束 (速度可看作为零速度可看作为零 )，经加速电场加速后垂直进入有，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相
2、底片界匀强磁场，到达记录它的照相底片 P上，设离子在上，设离子在 P上的上的位置到入口处位置到入口处 S1的距离为的距离为 x，可以判断，可以判断 ( )A、若离子束是同位素，则、若离子束是同位素，则 x越大，离子质量越大越大，离子质量越大B、若离子束是同位素，则、若离子束是同位素，则 x越大，离子质量越小越大，离子质量越小C、只要、只要 x相同，则离子质量一定相同相同，则离子质量一定相同D、只要、只要 x相同，则离子的荷质比一定相同相同，则离子的荷质比一定相同AD带电粒子垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场的复合场间，所受电场力和洛仑兹力方向相反，大小相等。应用三：速度选择器应用三：速度选择器即
3、 Eq Bqv 所以例例 2：如图所示，：如图所示， a、 b是位于真空中的平行金属板是位于真空中的平行金属板， a板带正电，板带正电， b板带负电，两板间的电场为匀强电板带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为场，场强为 E。同时在两板之间的空间中加匀强磁。同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为 B。一束电子以大小为一束电子以大小为 v0的速度从左边的速度从左边 S处沿图中虚线方处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能沿虚线运动，则沿虚线运动，则 v0、 E、
4、B之间的关系应该是什么？之间的关系应该是什么？例例 3：正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度：正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为和电场强度分别为 B和和 E，一带电的粒子，以速，一带电的粒子，以速度度 v1垂直射入，而以速度垂直射入，而以速度 v2射出，则（射出，则（ ）A.v1=E/B v2 v1 B.v1 E/B, v2 v1 C.v1 E/B v2 v1 D.v1 E/B .v2 v1 10若是正电荷若是正电荷20若是负电荷若是负电荷BCqBvEq上偏上偏 v1 E/B上偏上偏 v1 E/BqBvEq Eq做负功做负功 v2 v1Eq做正功做正功 v2 v1应用四：磁流
5、体发电机应用四：磁流体发电机磁流体 发电 机：如 图 所示，等离子 喷 入磁 场 区域，磁 场 区域中有两 块 金属板 A和 B，正、 负 离子在洛 仑兹 力作用下 发 生上下偏 转 而聚集到 A、 B板 产 生 电势 差 U。A板带什么电？板带什么电？B板带什么电？板带什么电？电流方向？电流方向？例例 4：已知，：已知， B为磁感应强度，为磁感应强度， d为两板间距，为两板间距， v为喷射速度为喷射速度AB间的最大电势差间的最大电势差 Um=？分析：分析：当当 qBv=qE时，时，离子不在发生偏转，离子不在发生偏转，AB板上的电压不在增加。板上的电压不在增加。应用五：霍尔效应应用五：霍尔效应
6、厚度厚度 为为 h、 宽宽 度度 为为 d的的 导导 体板放在垂直于磁感体板放在垂直于磁感应应 强强 度度 为为 B的匀的匀 强强 磁磁 场场 中，当中，当 电电 流流流流 过导过导 体板体板时时 ，在，在 导导 体板上下体板上下 侧侧 面面 间间 会会 产产 生生 电势电势 差差 U，这这 种种 现现 象叫霍象叫霍 尔尔 效效 应应 。例例 5：截面是矩形的金属导体，放在如图所示的磁：截面是矩形的金属导体，放在如图所示的磁场中，当导体中通有图示方向的电流时，导体的上场中，当导体中通有图示方向的电流时，导体的上的电势为的电势为 UM，导体的下表面的电势为，导体的下表面的电势为 UN，则（，则（ ）A、 UM UN B、 UM UNC、 UM = UN D、无法判断、无法判断VF=qBv若换成半导体呢？若换成半导体呢？厚度厚度 为为 h、 宽宽 度度 为为 d的金属板放在垂直于磁感的金属板放在垂直于磁感 应应强强 度度 为为 B的匀的匀 强强 磁磁 场场 中，已知金属中，已知金属 导导 体体 单单 位体位体 积积中的自由中的自由 电电 子数子数 为为 n， 电电 子子 电电 量量 为为 e， 则则 当当 电电 流流 I 流流 过导过导 体体 时时 ，在，在 导导 体板上下体板上下 侧侧 面面 间间 会会 产产 生生 电电势势 差差 U=？U
