电偏转和磁偏转的原理及应用
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用途：它 是 基 于 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 工 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。
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应用：由于质谱分析具有灵敏度高，样品用量少，分析速度快，分离和鉴定同时进行 等优点，因此质谱技术广泛的应用于化学，化工，环境，能源，医药，运动医学，刑侦科学， 生命科学，材料科学等各个领域。
相关计算式：设加速电场电压为 U，初速度为 v0，速度选择器磁感应强度为 B1，场强 为 E，偏转电场磁感应强度为 B2，粒子进入偏转电场运动的轨迹的直径为 d
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
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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。
vn，半径为 r，最大半径为 R，最大动能为 间为 t
最大速度为
，频率为 f，加速总时
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Ⅵ显像管 概念：显像管是一种电子 （阴极）射线管，是电视接收 机监视器重现图像的关键器 显像管剖视图件。它的主要作 用是将发送端（电视台）摄像 机摄取转换的电信号（图像信 号）在接收端以亮度变化的形 式重现在荧光屏上。为了高质 量地重现图像，要求显像管屏幕尺寸要大，图像清晰度要高，荧光屏有足够的发光亮度。此 外对不同用途的显像管有各种具体要求。 相关计算式与上述 5 个应用类似
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
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
Ⅴ回旋加速器 主要结构：它的主要结构是在磁极间的真空室内 有两个半圆形的金属扁盒（D 形盒）隔开相对放置， D 形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。置于 中心的粒子源产生带电粒子射出来，受到电场加速， 在 D 形盒内不受电场力，仅受磁极间磁场的洛伦兹力， 在垂直磁场平面内作圆周运动。绕行半圈的时间为 πm/qB，其中 q 是粒子电荷，m 是粒子的质量，B 是 磁场的磁感应强度。如果 D 形盒上所加的交变电压的 频率恰好等于粒子在磁场中作圆周运动的频率，则粒 子绕行半圈后正赶上 D 形盒上电压方向转变，粒子仍 处 于 加 速 状 态 。由 于 上 述 粒 子 绕 行 半 圈 的 时 间 与 粒 子 的 速 度 无 关 ，因 此 粒 子 每 绕 行 半 圈受到一次加速，绕行半径增大。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从 D 形盒边缘 引出，能量可达几十兆电子伏特（MeV ）。回旋加速器的能量受制于随粒子速度增大 的 相 对 论 效 应 ，粒 子 的 质 量 增 大 ，粒 子 绕 行 周 期 变 长 ，从 而 逐 渐 偏 离 了 交 变 电 场 的 加 速状态。进一步的改进有同步回旋加速器。 相关计算式：设加速电压为 U，粒子的带电量为 q，加速次数为 n，粒子速度为
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。
的物理题目
（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容， 供参考，感谢您的配合和支持）
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收获： 1、 通过探究，我们由表面的电偏转现象和磁偏转现象了解到了其实质和原理。 2、 通过对原理的剖析，引出诸多应用，我们对这些实体应用的工作原理有了更深
刻的体会 3、 为了对这些实例进行更为深刻的叙述，我们给 出结构简图，对其有了形象化的
认识 4、 通过对相关计算式的推到，对电场和磁场中的定量关系予以总结，适用于相关
Ⅳ质谱仪 概念：质谱仪又称质谱计，分离和检测不同同位素的 仪器。即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。 原理：质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子，使该 分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子，这些 不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场的作用 下到达检测器的位置不同，其结果为质谱图。 结构：一般由进样系统、离子源、质量分析器、检测 器和记录系统等组成，还包括真空系统和自动控制数据处理等辅助设备。 作用对象：质谱仪的作用，就是把同一种元素的各种同位素都区分开来，同位素按质 量大小排列，形成一个"谱"。
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。 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 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。
源自文库
子向 A 偏转，负离子向 B 偏转。
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，
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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
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。
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。
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应用：由于质谱分析具有灵敏度高，样品用量少，分析速度快，分离和鉴定同时进行 等优点，因此质谱技术广泛的应用于化学，化工，环境，能源，医药，运动医学，刑侦科学， 生命科学，材料科学等各个领域。
相关计算式：设加速电场电压为 U，初速度为 v0，速度选择器磁感应强度为 B1，场强 为 E，偏转电场磁感应强度为 B2，粒子进入偏转电场运动的轨迹的直径为 d
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
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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。
vn，半径为 r，最大半径为 R，最大动能为 间为 t
最大速度为
，频率为 f，加速总时
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Ⅵ显像管 概念：显像管是一种电子 （阴极）射线管，是电视接收 机监视器重现图像的关键器 显像管剖视图件。它的主要作 用是将发送端（电视台）摄像 机摄取转换的电信号（图像信 号）在接收端以亮度变化的形 式重现在荧光屏上。为了高质 量地重现图像，要求显像管屏幕尺寸要大，图像清晰度要高，荧光屏有足够的发光亮度。此 外对不同用途的显像管有各种具体要求。 相关计算式与上述 5 个应用类似
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
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
Ⅴ回旋加速器 主要结构：它的主要结构是在磁极间的真空室内 有两个半圆形的金属扁盒（D 形盒）隔开相对放置， D 形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。置于 中心的粒子源产生带电粒子射出来，受到电场加速， 在 D 形盒内不受电场力，仅受磁极间磁场的洛伦兹力， 在垂直磁场平面内作圆周运动。绕行半圈的时间为 πm/qB，其中 q 是粒子电荷，m 是粒子的质量，B 是 磁场的磁感应强度。如果 D 形盒上所加的交变电压的 频率恰好等于粒子在磁场中作圆周运动的频率，则粒 子绕行半圈后正赶上 D 形盒上电压方向转变，粒子仍 处 于 加 速 状 态 。由 于 上 述 粒 子 绕 行 半 圈 的 时 间 与 粒 子 的 速 度 无 关 ，因 此 粒 子 每 绕 行 半 圈受到一次加速，绕行半径增大。经过很多次加速，粒子沿螺旋形轨道从 D 形盒边缘 引出，能量可达几十兆电子伏特（MeV ）。回旋加速器的能量受制于随粒子速度增大 的 相 对 论 效 应 ，粒 子 的 质 量 增 大 ，粒 子 绕 行 周 期 变 长 ，从 而 逐 渐 偏 离 了 交 变 电 场 的 加 速状态。进一步的改进有同步回旋加速器。 相关计算式：设加速电压为 U，粒子的带电量为 q，加速次数为 n，粒子速度为
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。
的物理题目
（此文档部分内容来源于网络，如有侵权请告知删除，文档可自行编辑修改内容， 供参考，感谢您的配合和支持）
编辑版 word
收获： 1、 通过探究，我们由表面的电偏转现象和磁偏转现象了解到了其实质和原理。 2、 通过对原理的剖析，引出诸多应用，我们对这些实体应用的工作原理有了更深
刻的体会 3、 为了对这些实例进行更为深刻的叙述，我们给 出结构简图，对其有了形象化的
认识 4、 通过对相关计算式的推到，对电场和磁场中的定量关系予以总结，适用于相关
Ⅳ质谱仪 概念：质谱仪又称质谱计，分离和检测不同同位素的 仪器。即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。 原理：质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子，使该 分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子，这些 不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场的作用 下到达检测器的位置不同，其结果为质谱图。 结构：一般由进样系统、离子源、质量分析器、检测 器和记录系统等组成，还包括真空系统和自动控制数据处理等辅助设备。 作用对象：质谱仪的作用，就是把同一种元素的各种同位素都区分开来，同位素按质 量大小排列，形成一个"谱"。
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。 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 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。
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子向 A 偏转，负离子向 B 偏转。
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，
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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
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。