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1、☆江安中学高二物理活动单★☆磁场★第8节带电粒子在复合场中运动的应用实例1．速度选择器1.如图所示，一速度为v，电量为q的正离子恰能直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感强度为B，电场强度为E，则：A．若改为电量-q的离子，将往上偏（其它不变）；B．若速度变为2v将往上偏（其它不变）；C．若改为+2q的离子将往下偏（其它不变）；D．若速度改为v/2将往下偏（其它不变）。2．质谱仪加速电场速度选择器偏转磁场UGHMN+-+d2.如图为质谱仪原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为
2、U的加速电场后进入粒子速度选择器。选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右。已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。可测量出G、H间的距离为l。带电粒子的重力可忽略不计。求：（1）粒子从加速电场射出时速度v的大小。（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向。（3）偏转磁场的磁感应强度B2的大小。3．回旋加速器3．回旋加速器
3、是用来加速带电粒子的装置，它的工作原理是在匀强磁场中带电粒子做匀速圆周运动的周期与速度无关。回旋加速器的核心部分是两个D型金属扁盒，如图12所示，盒正中间有一条窄缝，在两个D型盒之间加交变电压，于是在缝隙中形成交变电场，由于屏蔽作用，在D型盒内部电场很弱。D型盒装在真空容器中，整个装置放在巨大电磁铁的两极之间，磁场方向垂直于D型盒的底面。只要在缝隙中的交变电场的频率不变，便可保证粒子每次通过缝隙时总被加速，粒子的轨道不断增大，并逐渐靠近D型盒边缘。当达到预期的速率后，再用特殊的装置将它引出。在D型盒上半
4、面中心出口A处有一正离子源，正离子的带电量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度为B（加速时的时间很短，在考虑交变电场周期时可不予以考虑，正离子从离子源出发时初速为零），请回答：A（1）证明带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，运动周期与速度无关。（2）上述交变电场的频率不变，其频率为多大？（3）求离子在下半盒中第1条和第k条轨道的半径之比。（4）设D型盒的半径为R，试求离子能获得的最大动能为多少？磁场@第8页（共8页）☆江安中学高二物理活动单★☆磁场★4．磁流体发电机4．目前,世界上正
5、在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能,如图5-6-13所示,表示出了它的发电原理:将一束等离子体(即高温下申离的气体,含有大量的带正电和带负电的微粒,而从整体上呈中性),喷射入磁场,在场中有两块金属极板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压,如果射入磁场的离子体的速度为v,金属平板的面积为S,极间距离为d,匀强磁场磁感强度为B,方向与v垂直,可调节的电阻R接在两极之间,设电离气体充满两极间的空间,其电阻率为ρ.求（1）通过电阻R的电流的大小和方向.（2）两板间的电压
6、.（3）两极间的电场强度为最大的条件,以及最大电场强度值.5．电磁流量计5．如图所示为电磁流量计示意图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，置一非磁性材料制成的直径为D的圆管，当管中有导电液体流过时，测出管壁上的a、b两点间的电势差为U，那么，单位时间里流过圆管某一截面液体的体积(即流量)Ｑ=_______.6.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)，为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b
7、、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ．不计电流计的内阻，则可求得流量为（）A.B.C.D.磁场@第8页（共8页）☆江安中学高二物理活动单★☆磁场★1、图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电
8、子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动，由O'射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是（）A.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外2、如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加
