复合场在现代仪器中的应用原理浅析

现代很多仪器都要用到电场和磁场，利用带电粒子在电场和磁场中受静电力和洛伦兹力运动，根据运动的轨迹分析、选择粒子。而带电粒子在电场和磁场中的运动，即带电粒子在复合场中的运动成为高考把现代仪器和物理知识结合起来考查学生解决实际问题的能力的重要途径，值得我们重视和探究。

一、速度选择器

具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能将具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。这是质谱仪的重要组成部分，剔除速度不同的粒子，提高检测精度。如图1所示平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。

注意的问题：

（1）速度选择器两极板间距离极小，粒子稍有偏转，即打到极板上。

（2）速度选择器对正、负电荷均适用。

（3）速度选择器中的E、B的方向具有确定的关系，仅改变其中一个方向，并不能对速度做出选择。

（4）从功的角度看，由于带电粒子的运动方向与洛伦兹力方向垂直，因此洛伦兹力不对粒子做功。

二、磁流体发电机

磁流体发电是将带电的流体（离子气体或液体）以极高的速度喷射到磁场中，利用磁场对带电的流体产生的作用，从而发出电。如图2所示是磁流体发电机原理图。等离子体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差，A、B板间产生电场，正、负离子同时受洛伦兹力和电场力。