電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的原理及應(yīng)用

1、磁偏轉(zhuǎn)和電偏轉(zhuǎn)的原理及應(yīng)用步入高二，我們學(xué)習(xí)了電和磁的相關(guān)知識，在這些知識中，包括了電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)，而這兩大塊內(nèi)容又包括了很多應(yīng)用，為了對電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)有更深入的了解，我課題組對這兩大部分進(jìn)行了詳細(xì)的研究，結(jié)果如下：一、電偏轉(zhuǎn)相關(guān)理論相關(guān)理論受力特征：質(zhì)量為m，電荷量為q的粒子以速度v0垂直射入電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中，所受電場力，與粒子的速度無關(guān)，是恒力。運(yùn)動規(guī)律：受力是恒定的，會使粒子做勻變速曲線運(yùn)動——類平拋運(yùn)動，其運(yùn)動規(guī)律分別從

2、垂直于電場方向和平行于電場方向給出。偏轉(zhuǎn)情況：粒子的運(yùn)動方向所能偏轉(zhuǎn)的角度，且在相等的時間內(nèi)偏轉(zhuǎn)的角度是不相等的。動能變化：由于電場力與粒子運(yùn)動方向之間的夾角越來越小，粒子的動能將不斷增大，且隨時間的變化越來越快。應(yīng)用：示波管Ⅰ定義：示波管是電子示波器的心臟。示波管的主要部件有：電子槍，偏轉(zhuǎn)板，加速級，熒光屏，刻度格子。Ⅱ工作原理:電子槍產(chǎn)生了一個聚集很細(xì)的電子束，并把它加速到很高的速度。這個電子束以足夠的能量撞擊熒光屏上的一個小點(diǎn)，并

3、使該點(diǎn)發(fā)光。電子束離開電子槍，就在兩副靜電偏轉(zhuǎn)板間通過。偏轉(zhuǎn)板上的電壓使電子束偏轉(zhuǎn)，一副偏轉(zhuǎn)板的電壓使電子束上下運(yùn)動；另一副偏轉(zhuǎn)板的電壓使電子左右運(yùn)動。而這些運(yùn)動都是彼此無關(guān)的。因此，在水平輸入端和垂直輸入端加上適當(dāng)?shù)碾妷?，就可以把電子束定位到熒光屏的任何地方。Ⅲ示波管的電源為使示波管正常工作，對電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽極與偏轉(zhuǎn)板之間電位相近，偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負(fù)電位上。柵極G1相對陰極為負(fù)電位(—30

4、V~—100V)，而且可調(diào)，以實(shí)現(xiàn)輝度調(diào)節(jié)。第一陽極為正電位(約100V~600V)，也應(yīng)可調(diào)，用作聚焦調(diào)節(jié)。第二陽極與前加速極相連，對陰極為正高壓(約1000V)，相對于地電位的可調(diào)范圍為50V。由于示波管各電極電流很小，可以用公共高壓經(jīng)電阻分壓器供電。Ⅳ相關(guān)計(jì)算式設(shè)加速電場電壓為U，偏轉(zhuǎn)電場電壓為U2偏轉(zhuǎn)電場兩板間的距離為d，偏轉(zhuǎn)電場電場強(qiáng)度為E，電子質(zhì)量為m，偏轉(zhuǎn)電場長度為l，電子所帶電荷量為e，則e1=1202解之得0=21豎直

5、方向加速度：==2電場中豎直方向位移2=122=2241Ⅲ電磁流量計(jì)概念：在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過此磁場區(qū)域時，測出管壁上的ab兩點(diǎn)間的電動勢U，就可以知道管中液體的流量Q單位時間內(nèi)流過液體的體積（m3s）。公式推導(dǎo)：已知管的直徑為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B電場強(qiáng)度為E，橫截面面積為S，ab兩點(diǎn)之間電動勢為U，直徑為d，流量為QqvB=qE=U得v=流量Q=Sv=U4用途：它是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的

6、，用來測量電導(dǎo)率大于5μscm的導(dǎo)電液體的流量，是一種測量導(dǎo)電介質(zhì)流量的儀表。除了可以測量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可以用于測量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體，如泥漿、礦漿、紙漿等。特點(diǎn)：電磁流量計(jì)密封性能好，還可用于自來水和地下水道系統(tǒng)。而且測量過程不與流體接觸，適于制藥、生物化學(xué)和食品工業(yè)。這種流量計(jì)還可檢測血液流量。它的量程比約為100:1，精度一般為1%，由于這種傳感器必須保持管道內(nèi)電阻和測量電路阻抗之間有一

7、定比例關(guān)系，因此在制造上有一定困難。Ⅳ質(zhì)譜儀概念：質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計(jì)，分離和檢測不同同位素的儀器。即根據(jù)帶電粒子在電磁場中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測物質(zhì)組成的一類儀器。原理：質(zhì)譜儀能用高能電子流等轟擊樣品分子，使該分子失去電子變?yōu)閹д姾傻姆肿与x子和碎片離子，這些不同離子具有不同的質(zhì)量，質(zhì)量不同的離子在磁場的作用下到達(dá)檢測器的位置不同，其結(jié)果為質(zhì)譜圖。結(jié)構(gòu)：一般由進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測器