洛伦兹力的实际应用
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qE qvB
粒子偏向P2
若Bqv Eq ， 即v E B
粒子偏向P1
若Bqv Eq， 即v
E 粒子竖直匀速直线 B
mv R Bq
例5、如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加 速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的 匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E。平板S上有可让粒 子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强 度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是
(1)左手定则判定B板为正极。 （2）在洛伦兹力作用下，正负电荷会分别 在B、A两板上聚集，与此同时，A、B板间 会因电荷的积聚而产生由B到A的电场，这 一电场对带电粒子的静电力与其所受洛伦兹 力方向相反。如果外电路断开，当qE=qvB 成立时，A、B两板间电压最大值就等于此 发电机电动势，即U=Ed=dvB.所以此发电机 电动势为dvB.
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理源自显像管颈部的偏转线圈使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的，这样 的线圈叫偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起， 偏转线圈常做成马蹄形。
洛仑兹力的应用
2、速度选择器
如图所示，在平行板电容器间加有正交的匀强电场和 匀强磁场，运动电荷垂直于电场及磁场射入．运动的电荷 受到的电场力和洛仑兹力作用。
例10．带有等量异种电荷的平行金属板a、b间存在沿纸面向下的匀 强电场，电场强度为E，两板间还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强 度为B，如图所示．在此正交电磁场的左侧有电量、质量、速度都不相等 的各种正、负离子沿平行板方向垂直飞入正交电磁场区，下列说法中正 确的是 A．只有速度V=E/B的各种离子能沿直线穿过正交电磁场区 B．入射速度v＞E/B的离子经过正交电磁场区后，速度都减小 C．入射速度v＜E/B的正离子经过正交电磁场区后，向b板偏转；入射 速度v＜E/B的负离子经过正交电磁场区后，向a板偏转 D．速度大小等于E/B的电子从a、b两板的右侧垂直飞入正交电磁场区 时，也能直线穿过正交电磁场区
同时沿图示方向进入粒子速度选择器后，一粒子射向P1板，
一粒子射向P2板，其余两粒子通过速度选择器后，进入另一 磁场，分别打在A1和A2两点。则射到P1板的是____ a 粒子，射
c 粒子，打在A2点的 到P2板的是___ d 粒子，打在A1点的是____
解：若 Eq ， 即v 是 ____ 粒子。 b Bqv E B
知识回顾
示波管依靠电场使电子束偏转
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
显像管中有一个阴极，工作时它能发射电子，荧光屏被 电子束撞击就能发光，可是，很细的一束电子打在荧光屏上 只能使一个点发光，而实际上要使整个屏幕发光，就得利用 磁场使电子束偏转
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
A
1、如果要使电子束打在荧光屏上的 A点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
O
2、如果要使电子束打在荧光屏上的 B点，偏转磁场应该沿什么方向？
B
垂直纸面向里
3、如果要使电子束由B向A点移动， 偏转磁场应该怎样变化？
先垂直纸面向里由最大逐渐减小到零（B→O），然后变 为垂直纸面向外逐渐增大(O→A)。
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
电子束在荧光屏上扫描一 行之后，迅速返回（虚线）， 再做下一次扫描，直到荧光屏 的下端。 电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场， 电视面每秒要进行50场扫描，所以我们感到整个荧光 屏都在发光。
答案：B板为正极；电动势为 dvB
二、质谱仪
质谱仪是一种分析同位素、测定带电粒子比荷 及测定带电粒子质量的重要工具。
二、质谱仪
利用电场加速
速度选择器
照相底片
+
2R
p1
................. ................ ............. .........
质谱仪的示意图
1 2 2qU mv qU v 2 m
... ... ...
s1 . . . s2
粒子源
--
加速电压为U
p2
-
利用磁场偏转
s3
q 2U 2 2 m B R
R mv 1 2mU qB B q
例4、如图所示，a、b、c、d为四个正离子，电量相等， 速度大小关系为va＜vb= vc＜vd，质量关系为ma= mb＜mc= md，
D．增大两板间磁场的磁感强度
洛仑兹力的应用
3、磁流体发电机
磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为 电能，如图是它的示意图，平行金属板A、B间有一个很强的磁场，将 一束等离子体（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）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把 A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。
等离子体通过管道时，在洛伦 兹力作用下，正离子向下偏，负 离子向上偏，分别聚集在 B 、 A 两板上，由此在B 、 A两板间产 生电压。如果把A、B和用电器连 接，A、B就是一个直流电源的两 个电极。
例12、如图是磁流体发电机的示意图，平行金属板A、 B间有一个很强的磁场，将一束等离子体（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）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和 用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。（1） 图中A、B板哪个是发电机的正极？（2）若A、B板间距离 为d，磁感应强度为B，等离子体速度为V，则该发电机的 电动势为多大？
例 11 、 如图，两平行的金属板中间有正交的匀强电场和
匀强磁场，一个带电粒子从垂直于电场和磁场的方向射入 两板间（不计重力），并要求水平穿出电磁场区，射进时 带电粒子的动能减少了．若要使带电粒子的动能增加，以 下方法可行的是
A．使粒子带电性质与原来相反
B．使粒子的带电量增加 C．增大两金属板间的电势差
若Bqv Eq ， 即v E B
f=Bqv
粒子向上偏转
E 若Bqv Eq ， 即v B
v0
粒子向下偏转
F=Eq
粒子做匀速直线运动
故速率v=E/B的粒子，即使电性不同，荷质比不同，也可沿直线穿出 右侧小孔．而其它速率的粒子或者上偏，或者下偏，无法穿出右孔，从 而该装置可达到选速及控速的目的．
粒子偏向P2
若Bqv Eq ， 即v E B
粒子偏向P1
若Bqv Eq， 即v
E 粒子竖直匀速直线 B
mv R Bq
例5、如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加 速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的 匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E。平板S上有可让粒 子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强 度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是
(1)左手定则判定B板为正极。 （2）在洛伦兹力作用下，正负电荷会分别 在B、A两板上聚集，与此同时，A、B板间 会因电荷的积聚而产生由B到A的电场，这 一电场对带电粒子的静电力与其所受洛伦兹 力方向相反。如果外电路断开，当qE=qvB 成立时，A、B两板间电压最大值就等于此 发电机电动势，即U=Ed=dvB.所以此发电机 电动势为dvB.
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理源自显像管颈部的偏转线圈使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的，这样 的线圈叫偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起， 偏转线圈常做成马蹄形。
洛仑兹力的应用
2、速度选择器
如图所示，在平行板电容器间加有正交的匀强电场和 匀强磁场，运动电荷垂直于电场及磁场射入．运动的电荷 受到的电场力和洛仑兹力作用。
例10．带有等量异种电荷的平行金属板a、b间存在沿纸面向下的匀 强电场，电场强度为E，两板间还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强 度为B，如图所示．在此正交电磁场的左侧有电量、质量、速度都不相等 的各种正、负离子沿平行板方向垂直飞入正交电磁场区，下列说法中正 确的是 A．只有速度V=E/B的各种离子能沿直线穿过正交电磁场区 B．入射速度v＞E/B的离子经过正交电磁场区后，速度都减小 C．入射速度v＜E/B的正离子经过正交电磁场区后，向b板偏转；入射 速度v＜E/B的负离子经过正交电磁场区后，向a板偏转 D．速度大小等于E/B的电子从a、b两板的右侧垂直飞入正交电磁场区 时，也能直线穿过正交电磁场区
同时沿图示方向进入粒子速度选择器后，一粒子射向P1板，
一粒子射向P2板，其余两粒子通过速度选择器后，进入另一 磁场，分别打在A1和A2两点。则射到P1板的是____ a 粒子，射
c 粒子，打在A2点的 到P2板的是___ d 粒子，打在A1点的是____
解：若 Eq ， 即v 是 ____ 粒子。 b Bqv E B
知识回顾
示波管依靠电场使电子束偏转
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
显像管中有一个阴极，工作时它能发射电子，荧光屏被 电子束撞击就能发光，可是，很细的一束电子打在荧光屏上 只能使一个点发光，而实际上要使整个屏幕发光，就得利用 磁场使电子束偏转
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
A
1、如果要使电子束打在荧光屏上的 A点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
O
2、如果要使电子束打在荧光屏上的 B点，偏转磁场应该沿什么方向？
B
垂直纸面向里
3、如果要使电子束由B向A点移动， 偏转磁场应该怎样变化？
先垂直纸面向里由最大逐渐减小到零（B→O），然后变 为垂直纸面向外逐渐增大(O→A)。
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
电子束在荧光屏上扫描一 行之后，迅速返回（虚线）， 再做下一次扫描，直到荧光屏 的下端。 电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场， 电视面每秒要进行50场扫描，所以我们感到整个荧光 屏都在发光。
答案：B板为正极；电动势为 dvB
二、质谱仪
质谱仪是一种分析同位素、测定带电粒子比荷 及测定带电粒子质量的重要工具。
二、质谱仪
利用电场加速
速度选择器
照相底片
+
2R
p1
................. ................ ............. .........
质谱仪的示意图
1 2 2qU mv qU v 2 m
... ... ...
s1 . . . s2
粒子源
--
加速电压为U
p2
-
利用磁场偏转
s3
q 2U 2 2 m B R
R mv 1 2mU qB B q
例4、如图所示，a、b、c、d为四个正离子，电量相等， 速度大小关系为va＜vb= vc＜vd，质量关系为ma= mb＜mc= md，
D．增大两板间磁场的磁感强度
洛仑兹力的应用
3、磁流体发电机
磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为 电能，如图是它的示意图，平行金属板A、B间有一个很强的磁场，将 一束等离子体（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）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把 A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。
等离子体通过管道时，在洛伦 兹力作用下，正离子向下偏，负 离子向上偏，分别聚集在 B 、 A 两板上，由此在B 、 A两板间产 生电压。如果把A、B和用电器连 接，A、B就是一个直流电源的两 个电极。
例12、如图是磁流体发电机的示意图，平行金属板A、 B间有一个很强的磁场，将一束等离子体（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）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和 用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。（1） 图中A、B板哪个是发电机的正极？（2）若A、B板间距离 为d，磁感应强度为B，等离子体速度为V，则该发电机的 电动势为多大？
例 11 、 如图，两平行的金属板中间有正交的匀强电场和
匀强磁场，一个带电粒子从垂直于电场和磁场的方向射入 两板间（不计重力），并要求水平穿出电磁场区，射进时 带电粒子的动能减少了．若要使带电粒子的动能增加，以 下方法可行的是
A．使粒子带电性质与原来相反
B．使粒子的带电量增加 C．增大两金属板间的电势差
若Bqv Eq ， 即v E B
f=Bqv
粒子向上偏转
E 若Bqv Eq ， 即v B
v0
粒子向下偏转
F=Eq
粒子做匀速直线运动
故速率v=E/B的粒子，即使电性不同，荷质比不同，也可沿直线穿出 右侧小孔．而其它速率的粒子或者上偏，或者下偏，无法穿出右孔，从 而该装置可达到选速及控速的目的．