【新步步高】2017年高考物理一轮复习第8章磁场基本规律专题二讲义（人教版浙江）

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1、选修3-1第八饫磁场专题二带电粒子在复合场中的运动(加试)考点一带电粒子在复合场中的实际应用D考点肖哪邊sag1.质谱仪(1)构造：如图1所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成.图1(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，qU=^niv2.粒子在磁场屮做匀速圆周运动，有qrB1g__Wm=2Ufm=2.回旋加速器(1)构造：如图2所示，A、仍是半圆形金属盒，£＞形盒的缝隙处接交流电源,7?形盒处于匀强磁场中.接交流电源阁2(2)feffl：交流电的周期和粒了•做岡周运动的周期相等，粒了•经电场加速，经磁场回旋，由f必2

2、2n22得可见粒子获得的最人动能兩磁感应强度B和形盒半径r决定，与加速电压无关.3.速度选择器(1)构造：如阁3所示，平行板中电场强度£和磁感应强度5互相重直，这种装置能把具有一定_速度的粒子选择出來,所以叫速度选择器.阁3(2)带电粒子能够沿且线匀速通过速度选择器的条件是应三^，即速度与粒子电荷量、电性、质量无关.1.磁流体发电机高速等离了体射入匀强磁场，在洛伦兹力的作川下发生偏转而打在丄及极板匕使两极板产生电势差.当离子做匀速运动吋，两极板间的电势差最大.根据左手定则，如图4所示中的［极板是发电机的正极.若磁流体发屯机两极板

3、间的距离为么等离子体速度为P，磁感应强度为見则山得两极板间能达到的最大电势差U=8dv.阁42.霍尔效应如图5所示，在匀强磁场屮放S-•个矩形截面的载流体，当磁场方14与电流方14垂直吋，形成电流的载流子受洛伦兹力的作川发生偏转，导致导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差.这个现象称为霍尔效应，所产生的电势差称为霍尔电势差或霍尔电压.当载流子不偏转吋，即所受洛伦兹力与屯场力平衡吋，霍尔电压达到稳定值.图53.电磁流量计电磁流置计原理：如I冬16所示，一圆形导管直径为6/,用非磁性材料制成，M:屮柯可以导电的液体h'd左

4、流动.导电液体屮的自由电敬正、负电子)在洛伦兹力作用下纵句偏转，《、A间出现电势差U当由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时,〃、Z7间的电势差就保持稳定.山Bqv=Eq=^~,可得.流；W；Q=Sv=.b图6［思维深化］速度选择器、磁流体发电机、霍尔效应和电磁流量计有什么共性的地方？答案速度选择器、磁流体发电机的W极产生稳定电势差吋，祖尔效应屮祖尔电势差达到稳定时，电磁流餅计电势差达到稳定时，木质都是粒子匀速通过相互乖直的匀强电场和匀强磁场，电场力与洛伦兹力平衡.题组扮梯突破应用层1.［速度选择器的工作原理K多选）一质了以速度p穿过

5、互相乖S的电场和磁场区域（如阁7所示）而没奋发生偏转，则（）XXXXXXXX图7A.若电子以相同速度u射入该区域，将会发生偏转B.无论何种带电粒了（不计重力），只要以相同速度P射入都不会发生偏转C.若质子的速度＜1；，它将下偏转而做类平抛运动D.若质子的速度＞1；，它将向上偏转，其运动轨迹既不足圆弧也不足抛物线答案BDF解析质子穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，则城=qE.v=、,无论何种p带电粒子（不计重力）只要r=均不会发生偏转，故选项A错误，B正确.当P'＜1；或1/时qvB^qE,电场力做功，速度大小、方向发生

6、变化，则洛伦兹力时刻改变，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线，选项C错误，D正确.2.［磁流体发电机的工作原理］（多选）磁流体发电是一项新兴技术，它吋以把物体的内能直接转化为屯能，如图8是它的示意图.平行金屈板//、S之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有人景正、负离子）喷入磁场，人沒两板间便产生电压.如果把人5和用电器连接，//、6就是直流电源的两个电极，设6两板间距为么磁感应强度为V,等离子体以速度〃沿垂且于磁场的方向射入/L公两板之间，则下列说法正确的是（）阁8BA是直流电源的正极D.电源的电动势为q

7、vB1A.A是直流电源的E极C.电源的电动势为S'答案BC解析等离子体喷入磁场，正离子因受向下的洛伦兹力而向下偏转，及是直流电源的正极，则选项B正确；当带电粒子以速度r做匀速直线运动时，，电源的电动势U=#办，则选项C正确.1.［回旋加速器的工作原理］（多选）1930年劳伦斯制成/世界上第一台回旋加速器，它是由两个铜质形盒Z）2构成，其间留柯空隙，其原理如I冬19所示，关于该加速器下列说法正确的是（）图9A.电场用来加速带电粒孑，磁场则使带电粒了回旋B.电场和磁场同时用来加速带电粒了C.在交流电压一定的条件K，回旋加速器的半径越

8、人，则带电粒子获得的动能越人D.同一带电粒子获得的最大动能只与交流电压的大小有关，而与交流电压的频率无关答案AC解析回旋加速器利用电场对带电粒子加速，利用磁场对带电粒子的洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力，改变粒子轨迹，每当经过铜盒空隙，则电场改变方向总会对粒子加