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1、磁場磁場第第 九九 章章微專題微專題11帶電粒子在復合場中運動帶電粒子在復合場中運動的實例分析的實例分析欄目導航命題點一命題點一 質譜儀的原理和分析質譜儀的原理和分析命題點二命題點二 回旋加速器的原理和分析回旋加速器的原理和分析命題點三命題點三 霍爾效應的原理和分析霍爾效應的原理和分析命題點四命題點四 速度選擇器、磁流體發(fā)電機和電磁流量計速度選擇器、磁流體發(fā)電機和電磁流量計模擬演練模擬演練穩(wěn)基提能穩(wěn)基提能1作用作用測量帶電粒子質量和分離同位素的儀器測量帶電粒子質量和分離同位素的儀器2原理原理(如圖所示如圖所示)質譜儀的原理和分析質譜儀的原理和分析D 2.(2017陜西渭南一模陜西渭南一模)質譜

2、儀是一種測定帶電粒子的質量和分質譜儀是一種測定帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示粒子源析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示粒子源S產(chǎn)生一個質產(chǎn)生一個質量為量為m、電荷量為、電荷量為q的帶正電的粒子，粒子的初速度很小，可以看成的帶正電的粒子，粒子的初速度很小，可以看成是靜止的，粒子經(jīng)過電壓是靜止的，粒子經(jīng)過電壓U加速進入磁感應強度為加速進入磁感應強度為B的勻強磁場中，的勻強磁場中，沿著半圓運動軌跡打到底片沿著半圓運動軌跡打到底片P上，測得它在上，測得它在P上的位置到入口處上的位置到入口處S1的的距離為距離為x，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是()D A對于給定的

3、帶電粒子，當磁感應強度對于給定的帶電粒子，當磁感應強度B不變時，加速電壓不變時，加速電壓U越大，粒子在磁越大，粒子在磁場中運動的時間越長場中運動的時間越長B對于給定的帶電粒子，當磁感應強度對于給定的帶電粒子，當磁感應強度B不變時，加速電壓不變時，加速電壓U越大，粒子在磁越大，粒子在磁場中運動的時間越短場中運動的時間越短回旋加速器的原理和分析回旋加速器的原理和分析4回旋加速器的解題思路回旋加速器的解題思路(1)帶電粒子在縫隙的電場中加速、交變電流的周期與磁場周期相等，每經(jīng)過磁帶電粒子在縫隙的電場中加速、交變電流的周期與磁場周期相等，每經(jīng)過磁場一次，粒子加速一次場一次，粒子加速一次(2)帶電粒子在

4、磁場中偏轉、半徑不斷增大，周期不變，最大動能與帶電粒子在磁場中偏轉、半徑不斷增大，周期不變，最大動能與D形盒的半形盒的半徑有關徑有關3.(2018宜興模擬宜興模擬)(多選多選)回旋加速器的工作原理示意圖回旋加速器的工作原理示意圖如圖所示，磁感應強度為如圖所示，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，兩盒間的勻強磁場與盒面垂直，兩盒間的狹縫很小，粒子穿過其的時間可忽略，它們接在電壓為的狹縫很小，粒子穿過其的時間可忽略，它們接在電壓為U、頻率為、頻率為f的交流電源上，若的交流電源上，若A處粒子源產(chǎn)生的質子在加速處粒子源產(chǎn)生的質子在加速器中被加速，下列說法正確的是器中被加速，下列說法正確的是()A若只增

5、大交流電壓若只增大交流電壓U，則質子獲得的最大動能增大，則質子獲得的最大動能增大B若只增大交流電壓若只增大交流電壓U，則質子在回旋加速器中運動的時間會變短，則質子在回旋加速器中運動的時間會變短C若磁感應強度若磁感應強度B增大，交流電頻率增大，交流電頻率f必須適當增大，回旋加速器才能正常工必須適當增大，回旋加速器才能正常工作作D不改變磁感應強度不改變磁感應強度B和交流電頻率和交流電頻率f，該回旋加速器也能用于加速，該回旋加速器也能用于加速粒子粒子BC 4(2018河北保定聯(lián)考河北保定聯(lián)考)回旋加速器的工作原理如圖所示，回旋加速器的工作原理如圖所示，D1、D2是兩個中空是兩個中空的半圓形金屬扁盒，

6、它們接在高頻交流電源上，磁感應強度為的半圓形金屬扁盒，它們接在高頻交流電源上，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面的勻強磁場與盒面垂直在垂直在D1盒中心盒中心A處有粒子源，產(chǎn)生質量為處有粒子源，產(chǎn)生質量為m、電荷量為、電荷量為q的帶正電粒子的帶正電粒子(初速度初速度不計不計)，在兩盒之間被電場加速后進入，在兩盒之間被電場加速后進入D2盒中，加速電壓為盒中，加速電壓為U.兩盒間的狹縫很小，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計，加速過程中不考慮相對論效應和重力作用帶電粒子穿過的時間可以忽略不計，加速過程中不考慮相對論效應和重力作用(1)為使粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，求交變電壓的頻率；為使粒子

7、每次經(jīng)過狹縫都被加速，求交變電壓的頻率；(2)帶電粒子在帶電粒子在D2盒中第盒中第n個半圓軌跡的半徑個半圓軌跡的半徑1定義：定義：高為高為h，寬為，寬為d的金屬導體的金屬導體(自由電荷是電子自由電荷是電子)置于勻強磁場置于勻強磁場B中，當電中，當電流通過金屬導體時，在金屬導體的上表面流通過金屬導體時，在金屬導體的上表面A和下表面和下表面A之間產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象之間產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，此電壓稱為霍爾電壓稱為霍爾效應，此電壓稱為霍爾電壓2電勢高低的判斷：電勢高低的判斷：如圖所示，金屬導體中的電流如圖所示，金屬導體中的電流I向右時，根據(jù)左手定則可向右時，根據(jù)左手定則可得，下表面得，下

8、表面A的電勢高的電勢高霍爾效應的原理和分析霍爾效應的原理和分析C AC 速度選擇器、磁流體發(fā)電機和電磁流量計速度選擇器、磁流體發(fā)電機和電磁流量計BC 8.(多選多選)如圖所示為磁流體發(fā)電機的原理圖金屬板如圖所示為磁流體發(fā)電機的原理圖金屬板M、N之間的距離為之間的距離為d20 cm，磁場的磁感應強度大小為，磁場的磁感應強度大小為B5 T，方向垂直紙面向里現(xiàn)將一束等離子體，方向垂直紙面向里現(xiàn)將一束等離子體(即即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負電的微粒，整體呈中性高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負電的微粒，整體呈中性)從左側噴射入從左側噴射入磁場，發(fā)現(xiàn)在磁場，發(fā)現(xiàn)在M、N兩板間接入的額定功

9、率為兩板間接入的額定功率為P100 W的燈泡正常發(fā)光，且此時燈的燈泡正常發(fā)光，且此時燈泡電阻為泡電阻為R100 ，不計離子重力和發(fā)電機內(nèi)阻，且認為離子均為一價離子，則下，不計離子重力和發(fā)電機內(nèi)阻，且認為離子均為一價離子，則下列說法中正確的是列說法中正確的是()A金屬板金屬板M上聚集負電荷，金屬板上聚集負電荷，金屬板N上聚集正電荷上聚集正電荷B該發(fā)電機的電動勢為該發(fā)電機的電動勢為100 VC離子從左側噴射入磁場的初速度大小為離子從左側噴射入磁場的初速度大小為103 m/sD每秒鐘有每秒鐘有6.251018個離子打在金屬板個離子打在金屬板N上上BD 9醫(yī)生做某些特殊手術時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過

10、動脈的血流速度電醫(yī)生做某些特殊手術時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度電磁血流計由一對電極磁血流計由一對電極a和和b以及磁極以及磁極N和和S構成，磁極間的磁場是均勻的使用時，兩構成，磁極間的磁場是均勻的使用時，兩電極電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示由于血液中的正負離子隨血液一起在磁場中運動，電極圖所示由于血液中的正負離子隨血液一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小之間會有微小電勢差在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強電場，血液中的離子所受的電勢差在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零在某次監(jiān)測中，兩觸點間的距離為電場力和磁場力的合力為零在某次監(jiān)測中，兩觸點間的距離為3.0 mm，血管壁的，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160 V，磁感應強度的大小為，磁感應強度的大小為0.040 T則血流速則血流速度的近似值和電極度的近似值和電極a、b的正負為的正負為()A1.3 m/s，a正、正、b負負B2.7 m/s，a正、正、b負負C1.3 m/s，a負、負、b正正D2.7 m/s，a負、負、b正正A 謝謝觀看