2017-2018学年高中物理人教版选修3-1 专题九 带电粒子在组合场或叠加场中的运动
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一、质谱仪和回旋加速器

1.质谱仪

图1

(1)构造:如图1所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成.

(2)原理:粒子由静止被加速电场加速,qU=mv2.

粒子在磁场中做匀速圆周运动,有qvB=m.

由以上两式可得r=,m=,=.

2.回旋加速器

图2

(1)构造:如图2所示,D1、D2是半圆形金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源,D形盒处于匀强磁场中.

(2)原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子经电场加速,经磁场回旋,由qvB=,得Ekm=,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径r决定,与加速电压无关.

[复习过关]

1.(多选)如图3甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒.在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是(  )