电偏转和磁偏转的原理及应用
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Ⅳ相关计算式 设加速电场电压为 U，偏转电场电压为 U2,偏转电场两板间的距离为 d，偏转电场 电场强度为 E，电子质量为 m，偏转电场长度为 l，电子所带电荷量为 e，则
二、磁偏转 相关理论
受力特征：质量为 m，电荷量为 q 的粒子以速度 v 垂直射入磁感应强度为 B 的匀 强 磁 场 中 ，所 受 磁 场 力（ 即 洛 伦 兹 力 ）使 粒 子 的 速 度 方 向 发 生 变 化 ，而 速 度 方 向 的 变 化反过来又使洛伦兹力的方向变化， 洛伦兹力是变力。
运 动 规 律 ：受 力 是 恒 定 的 ，会 使 粒 子 做 匀 变 速 曲 线 运 动 — — 类 平 抛 运 动 ，其 运 动
规律分别从垂直于电场方向和平行于电场方向给出。
偏转情况：粒 子 的 运 动 方 向 所 能 偏 转 的 角 度 ， 且 在 相 等 的 时 间 内 偏 转 的 角 度 是 不
Ⅱ磁流体发电 概 念 ：磁 流 体 发 电 是 一 项 新 兴 技 术 ，它 可 以 把 物 体 的 内 能 直 接转化为电能，右图是它的示意图，平行金属板 A、B 之间有一 个 很 强 的 磁 场 ，将 一 束 等 离 子 体（ 即 高 温 下 电 离 的 气 体 ，含 有 大 量正、负带电粒子）喷入磁场，AB 两板间便产生电压。如果把 AB 和用电器连接，AB 就是一个直流电源的两个电极。其中正离 子向 A 偏转，负离子向 B 偏转。
磁偏转和电偏转的原理及应用
步入高二，我们学习了电和磁的相关知识，在这些知识中，包括了电偏转和磁偏转，而 这两大块内容又包括了很多应用，为了对电偏转和磁偏转有更深入的了解，我课题组对这两 大部分进行了详细的研究，结果如下：
一、 电偏转 相关理论 受力特征：质量为 m，电荷量为 q 的粒子以速度 v0 垂直射入电场强度为 E 的匀强 电场中，所受电场力，与粒子的速度无关，是恒力。
相等的。
动 能 变 化 ：由 于 电 场 力 与 粒 子 运 动 方 向 之 间 的 夹 角 越 来 越 小 ，粒 子 的 动 能 将 不 断
增大，且随时间的变化越来越快。
应用：示波管 Ⅰ定义：示波管是电子示波器的心脏。示波管的主要部件有：电子枪，偏转板，加速级， 荧光屏，刻度格子。 Ⅱ工作原理:电子枪产生了一个聚集很细 的 电 子 束 ，并 把 它 加 速 到 很 高 的 速 度 。这 个 电 子束以足够的能量撞击荧光屏上的一个小点， 并 使 该 点 发 光 。电 子 束 离 开 电 子 枪 ，就 在 两 副 静 电 偏 转 板 间 通 过 。偏 转 板 上 的 电 压 使 电 子 束 偏转，一副偏转板的电压使电子束上下运动； 另 一 副 偏 转 板 的 电 压 使 电 子 左 右 运 动 。而 这 些 运 动 都 是 彼 此 无 关 的 。因 此 ，在 水 平 输 入端和垂直输入端加上适当的电压，就可以把电子束定位到荧光屏的任何地方。 Ⅲ示波管的电源 为 使 示 波 管 正 常 工 作 ，对 电 源 供 给 有 一 定 要 求 。规 定 第 二 阳 极 与 偏 转 板 之 间 电 位 相近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极 G1 相对 阴极为负电位(—30V~—100V)，而且可调，以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约 +100V~+600V)，也 应 可 调 ，用 作 聚 焦 调 节 。第 二 阳 极 与 前 加 速 极 相 连 ，对 阴 极 为 正 高 压(约+1000V)，相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小，可 以用公共高压经电阻分压器供电。
动能变化：由于始终与粒子的运动方向垂直，所以粒子动能的大小保持不变。 应用
Ⅰ速度选择器 概念：如图所示平行板器件中，电场强度 E 和磁感应强 度 B 相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏 转 的 情 况 不 同 。这 种 装 置 能 把 具 有 某 一 特 定 速 度 的 粒 子 选 择 出来，所以叫做速度选择器,这是质谱仪的重要组成部分。 粒子受力特点：同时受方向相反的电场力和磁场力作用。 粒子匀速通过速度选择器的条件：v 垂直射入电场和磁场的正交组合场，电场力
用途：它 是 基 于 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 工ຫໍສະໝຸດ Baidu作 的 ， 用 来 测 量 电导率大于 5μs/cm 的导电液体的流量，是一种测量导电介 质流量的仪表。除了可以测量一般导电液体的流量外，还可 以用于测量强酸、强碱等强腐蚀性液体和均匀含有液固两相 悬浮的液体，如泥浆、矿浆、纸浆等。
特点：电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下 水道系统。而且测量过程不与流体接触，适于制药、生物化 学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。它的量程比约为 100:1，精度一般为 1%，由 于 这 种 传 感 器 必 须 保 持 管 道 内 电 阻 和 测 量 电 路 阻 抗 之 间 有 一 定 比 例 关 系 ，因 此 在制造上有一定困难。
和洛伦兹力平衡：
， 速度大小只有满足
的粒子才能沿直线匀速通
过。 用 途 ：质 谱 仪 的 重 要 组 成 ，剔 除 速 度 不 同 的 粒 子 ，提 高 检 测 精 度 ；根 据 带 电 粒 子
在 电 磁 场 中 能 够 偏 转 的 原 理 ，按 物 质 原 子 、分 子 或 分 子 碎 片 的 质 量 差 异 进 行 分 离 和 检 测物质组成的一类仪器。
运 动 规 律 ：运 动 方 向 是 变 化 的 ，使 粒 子 做 匀 速 圆 周 运 动 ，其 运 动 规 律 分 别 从 时（ 周 期）、空（半径）两个方面给出。
偏转情况：粒 子 的 运 动 方 向 所 能 偏 转 的 角 度 不 受 限 制 ， 且 在 相 等 时 间 内 偏 转 的 角 度总是相等。
相关计算式：设 AB 间的距离为 d，磁感应强度为 B，AB 间电 动势为 E，等离子体速度为 v，带电量为 q，
Ⅲ电磁流量计 概念：在非磁性材料做成的圆管道外加一匀 强磁场区域，当管中的导电液体流过此磁场区域 时，测出管壁上的 ab 两点间的电动势 U，就可以 知道管中液体的流量 Q---单位时间内流过液体的 体积（m3/s）。 公式推导：已知管的直径为 d，磁感应强度为 B,电场强度为 E，横截面面积为 S， ab 两点之间电动势为 U，直径为 d ，流量为 Q
二、磁偏转 相关理论
受力特征：质量为 m，电荷量为 q 的粒子以速度 v 垂直射入磁感应强度为 B 的匀 强 磁 场 中 ，所 受 磁 场 力（ 即 洛 伦 兹 力 ）使 粒 子 的 速 度 方 向 发 生 变 化 ，而 速 度 方 向 的 变 化反过来又使洛伦兹力的方向变化， 洛伦兹力是变力。
运 动 规 律 ：受 力 是 恒 定 的 ，会 使 粒 子 做 匀 变 速 曲 线 运 动 — — 类 平 抛 运 动 ，其 运 动
规律分别从垂直于电场方向和平行于电场方向给出。
偏转情况：粒 子 的 运 动 方 向 所 能 偏 转 的 角 度 ， 且 在 相 等 的 时 间 内 偏 转 的 角 度 是 不
Ⅱ磁流体发电 概 念 ：磁 流 体 发 电 是 一 项 新 兴 技 术 ，它 可 以 把 物 体 的 内 能 直 接转化为电能，右图是它的示意图，平行金属板 A、B 之间有一 个 很 强 的 磁 场 ，将 一 束 等 离 子 体（ 即 高 温 下 电 离 的 气 体 ，含 有 大 量正、负带电粒子）喷入磁场，AB 两板间便产生电压。如果把 AB 和用电器连接，AB 就是一个直流电源的两个电极。其中正离 子向 A 偏转，负离子向 B 偏转。
磁偏转和电偏转的原理及应用
步入高二，我们学习了电和磁的相关知识，在这些知识中，包括了电偏转和磁偏转，而 这两大块内容又包括了很多应用，为了对电偏转和磁偏转有更深入的了解，我课题组对这两 大部分进行了详细的研究，结果如下：
一、 电偏转 相关理论 受力特征：质量为 m，电荷量为 q 的粒子以速度 v0 垂直射入电场强度为 E 的匀强 电场中，所受电场力，与粒子的速度无关，是恒力。
相等的。
动 能 变 化 ：由 于 电 场 力 与 粒 子 运 动 方 向 之 间 的 夹 角 越 来 越 小 ，粒 子 的 动 能 将 不 断
增大，且随时间的变化越来越快。
应用：示波管 Ⅰ定义：示波管是电子示波器的心脏。示波管的主要部件有：电子枪，偏转板，加速级， 荧光屏，刻度格子。 Ⅱ工作原理:电子枪产生了一个聚集很细 的 电 子 束 ，并 把 它 加 速 到 很 高 的 速 度 。这 个 电 子束以足够的能量撞击荧光屏上的一个小点， 并 使 该 点 发 光 。电 子 束 离 开 电 子 枪 ，就 在 两 副 静 电 偏 转 板 间 通 过 。偏 转 板 上 的 电 压 使 电 子 束 偏转，一副偏转板的电压使电子束上下运动； 另 一 副 偏 转 板 的 电 压 使 电 子 左 右 运 动 。而 这 些 运 动 都 是 彼 此 无 关 的 。因 此 ，在 水 平 输 入端和垂直输入端加上适当的电压，就可以把电子束定位到荧光屏的任何地方。 Ⅲ示波管的电源 为 使 示 波 管 正 常 工 作 ，对 电 源 供 给 有 一 定 要 求 。规 定 第 二 阳 极 与 偏 转 板 之 间 电 位 相近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极 G1 相对 阴极为负电位(—30V~—100V)，而且可调，以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约 +100V~+600V)，也 应 可 调 ，用 作 聚 焦 调 节 。第 二 阳 极 与 前 加 速 极 相 连 ，对 阴 极 为 正 高 压(约+1000V)，相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小，可 以用公共高压经电阻分压器供电。
动能变化：由于始终与粒子的运动方向垂直，所以粒子动能的大小保持不变。 应用
Ⅰ速度选择器 概念：如图所示平行板器件中，电场强度 E 和磁感应强 度 B 相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏 转 的 情 况 不 同 。这 种 装 置 能 把 具 有 某 一 特 定 速 度 的 粒 子 选 择 出来，所以叫做速度选择器,这是质谱仪的重要组成部分。 粒子受力特点：同时受方向相反的电场力和磁场力作用。 粒子匀速通过速度选择器的条件：v 垂直射入电场和磁场的正交组合场，电场力
用途：它 是 基 于 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 工ຫໍສະໝຸດ Baidu作 的 ， 用 来 测 量 电导率大于 5μs/cm 的导电液体的流量，是一种测量导电介 质流量的仪表。除了可以测量一般导电液体的流量外，还可 以用于测量强酸、强碱等强腐蚀性液体和均匀含有液固两相 悬浮的液体，如泥浆、矿浆、纸浆等。
特点：电磁流量计密封性能好，还可用于自来水和地下 水道系统。而且测量过程不与流体接触，适于制药、生物化 学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。它的量程比约为 100:1，精度一般为 1%，由 于 这 种 传 感 器 必 须 保 持 管 道 内 电 阻 和 测 量 电 路 阻 抗 之 间 有 一 定 比 例 关 系 ，因 此 在制造上有一定困难。
和洛伦兹力平衡：
， 速度大小只有满足
的粒子才能沿直线匀速通
过。 用 途 ：质 谱 仪 的 重 要 组 成 ，剔 除 速 度 不 同 的 粒 子 ，提 高 检 测 精 度 ；根 据 带 电 粒 子
在 电 磁 场 中 能 够 偏 转 的 原 理 ，按 物 质 原 子 、分 子 或 分 子 碎 片 的 质 量 差 异 进 行 分 离 和 检 测物质组成的一类仪器。
运 动 规 律 ：运 动 方 向 是 变 化 的 ，使 粒 子 做 匀 速 圆 周 运 动 ，其 运 动 规 律 分 别 从 时（ 周 期）、空（半径）两个方面给出。
偏转情况：粒 子 的 运 动 方 向 所 能 偏 转 的 角 度 不 受 限 制 ， 且 在 相 等 时 间 内 偏 转 的 角 度总是相等。
相关计算式：设 AB 间的距离为 d，磁感应强度为 B，AB 间电 动势为 E，等离子体速度为 v，带电量为 q，
Ⅲ电磁流量计 概念：在非磁性材料做成的圆管道外加一匀 强磁场区域，当管中的导电液体流过此磁场区域 时，测出管壁上的 ab 两点间的电动势 U，就可以 知道管中液体的流量 Q---单位时间内流过液体的 体积（m3/s）。 公式推导：已知管的直径为 d，磁感应强度为 B,电场强度为 E，横截面面积为 S， ab 两点之间电动势为 U，直径为 d ，流量为 Q