五、带电粒子在磁场中的运动质谱仪

　对在匀强电场和磁场正交区域内保持原来的运动方向的粒子，其电场力等于洛伦兹力：

qvBqE B

Ev 得：

速度选择器

等离子体发电机

Bvq=Eq=Uq/d

U=Bdv

－、带电粒子在匀强用场中运动轨迹

大量实验表明：

•带电粒子只受洛伦兹力作用（重力通常忽略不计）的条件下，在匀强磁场中有两种典型的运动：

　 1 ． v 平行 B 时，做匀速直线运动　 2 ． v 垂直 B 时，做匀速圆周运动•洛伦兹力提供了带电粒子做匀速圆

周运动所需的向心力．

二、轨道半径和运动周期 1 ．轨道半径 r ，洛伦兹力提供向心力：

r

vmqvB

2

由：

qB

mvr 得：

　　在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，轨道半径跟运动速率成正比．

2 ．运动周期 T

vT

mvmqvB

2由：

qB

mT

2得：

　周期跟轨道半径和运动速率均无关．

三、质谱仪

１、电场和磁场都能对带电粒子施加影响，电场既能使带电粒子加速，又能使带电粒子偏转；磁场虽不能使带电粒子速率变化，但能使带电粒子发生偏转．

２、质谱仪：利用磁场对带电粒子的偏转，由带电粒子的电荷量，轨道半径确定其质量的仪器，叫做质谱仪．

３、质谱仪的构造

① 带电粒子注入器② 加速电场（ U ）③ 速度选择器（ E,

B1 ）④ 偏转磁场（ B

2 ）⑤ 照相底片

4 、质谱仪工作原理

　　

A ．它们的动能一定各不相同；B ．它们的电量一定各不相同；C ．它们的质量一定各不相同；D ．它们的电量与质量之比一　　　定各不相同．

如图所示，一束质量、速度和电量不等的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转．如果让这些不偏转离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束．对这些进入后一磁场的离子，可得出结论：

　对在匀强电场和磁场正交区域内保持原来的运动方向的粒子，其电场力等于洛伦兹力：

qvBqE B

Ev 得：

即速度相同的粒子进入到后一磁场，由偏转半径 r=mv/qB 不同，知它们的荷质比一定各不相同．

所以 D 正确

小结：

•带电粒子（不计重力）垂直进入匀强磁场后，做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，

qB

mvr 半径：

qB

mT

2周期：