3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动（三）

【学习目标】

1、知道质谱仪的工作原理。

2、知道回旋加速器的基本构造、工作原理 、及用途 。

【重点难点】带电粒子在回旋加速器中的运动情况分析。

【要点导学】

1、质谱仪由静电加速极、速度选择器、______________、显示屏等组成.

2、试述质谱仪的工作原理:______________________________________________________

3、回旋加速器核心部件为______________（加匀强磁场）和_____________（加交变电场）。

4、回旋加速器加速原理：_______________________________________________________

【典型例题】

1、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.它的构造原理如图所示，离子源S生带电量为q的某种正离子，离子产生出米时的速度很小，可以看作是静止的，离子经过电压U加速后形成离子束流，然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上.实验测得:它在P上的位置到入口处S1的距离为a，离子束流的电流为I.请回答卜列问题:

(1)在时间t内射到照相底片P上的离子的数目为__ It/q _.

(2)单位时间穿过入口处S1离子束流的能量为___ UI _____.

(3)试证明这种离子的质量为.

2. 用一回旋加速质子，半圆形D盒电极半径为0.532m，盒内磁感应强度B=1.64T，已知质子的质量m=1.67×10-27㎏，电量q=1.6×10-19C。试求：

⑴所需高频交流电压的频率为多少？

⑵质子能达到的最大能量是多少？

3、目前世界上正在研究的新型发电机磁流体发电机的原理如图所示.设想在相距为d,且足够长的甲、乙两金属板间加有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,两板通过电键和灯泡相连,将气体加热到使之高度电离.由于正负电荷一样多,且带电量均为q,故称为等离子体.将其以速度V喷入甲、乙两板之间,这时甲、乙两板就会聚集电荷,产生电压,它可以直接把内能转化为电能.试问：(1)图中哪个极板是发电机的正极?(2)发电机的电动势多大?(3)设喷入两极间的离子流每立方米有n对一价正负离子,等离子体的截面积为S,则发电机的最大功率