洛伦兹力的应用

与电、电、磁场相关的现代科技问题的分析方法:讨论与电、磁场相关的实际问题，首先要通过分析提炼为纯物理问题，然后用解决物理问题的方法进行分析。这里更多的是用方法来分析力学问题，特别要注意用几何知识来寻找带电粒子在磁场中运动的关系。

一.速度选择器

正交均匀电场和均匀磁场构成速度选择器。带电粒子必须以唯一的速度(包括大小和方向)进入，才能匀速通过速度选择器，否则就会发生偏转。这个速度可以通过洛仑兹力和电场力的平衡得到，qvB=qE，所以v=E/B，速度方向一定是图中向右。

1.这个结论与粒子带什么样的电荷，带多少电荷无关。

2.如果速度小于这个速度，电场力就会大于洛伦兹力，带电粒子会向电场力的方向偏转，电场力做正功，动能增加，洛伦兹力也会增加，粒子的运动轨迹既不是抛物线也不是圆，而是复杂的曲线；如果大于这个速度，就会向洛伦兹力的方向偏转，电场力做负功，动能减小，洛伦兹力也减小，轨迹也是复杂曲线。也就是

如果v < e/b，电场力大，粒子偏向电场力的方向，电场力做正功，动能增加。

如果v > e/b，洛伦兹力大，粒子偏向磁场力，电场力做负功，动能减小。

如图所示，M和N是一对水平放置的平行金属板，一个带电粒子以平行于金属板方向的速度v穿过平行金属板。如果两块板之间有相互垂直的均匀电场和均匀磁场，带电粒子的运动就不会发生偏转。如果忽略作用在质点上的重力，下列说法正确的是()。

A.如果改变带电粒子的电性质，即使以相同的速度V射入这个区域，其运动方向也一定会发生偏转。

b带电粒子，不管带什么电荷，只要以同速v入射，就不会偏转。

C.如果带电粒子的入射速度是v ' >；它会做匀速曲线运动。

D.如果带电粒子的入射速度v '

第二，质谱仪

1.结构:如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和摄影胶片组成。

2.原则:

粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式Qu = 1/2mv2。粒子在磁场中受到洛仑兹力的偏转，做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律，得到关系式QVB = MV2/R。要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量和比电荷，都可以从这两个公式中得到。r=1/B√(2mU/q)，m=qr2B2/2U，q/m=2U/B2r2

3.角色:

主要用于测量粒子的质量和比荷，研究同位素。

典型实例2是如图所示的质谱仪工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速，进入速度选择器。速度选择器中的正交均匀磁场和均匀电场的强度分别为B和E。平板S具有粒子可以通过的狭缝P和用于记录粒子位置的薄膜A1A2。在平板S下面有一个磁感应强度为B0的均匀磁场..下列说法正确的是()