专题一带电粒子在复合场中运动的应用.ppt

专题一:带电粒子在电场、磁场中运动的应用 带电粒子在复合场中运动的应用实例： 　　１．等离子气体喷入磁场，正负离子在洛仑兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差，从而对外供电，这就是磁流体发电机。现设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子体的电阻率为ρ，喷入气体的速度为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，求： １.关于回旋加速器的工作原理，下列说法正确的是： * 1、速度选择器 2、质谱仪 ７、回旋加速器 ３、磁流体发电机 ５、电磁流量计 ８、霍耳效应 ６、电视机显像管中的磁偏转 …… ４、电磁泵 + - r v B1 E B2 U +q m 1.粒子速度选择器、质谱仪 qU=mv2/2 qE=qvB r=mv/qB 质谱仪用来测带电粒子的质量、荷质比，分析同位素 1. 如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感强度B相互垂直。具有某一水平速度v的带电粒子将沿着图中虚线穿过两板间的空间而不发生偏转，具有其他速度的带电粒子将发生偏转。这种器件能把具有上述速度v的带电粒子选择出来，所以叫做速度选择器。 1、与粒子电性有关吗？ 4、与E的方向有关吗？ 3、与B的方向有关吗？ 2、与V的方向有关吗？ 2.在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是[ ] A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同 B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反 C．E竖直向上，B垂直纸面向外 D．E竖直向上，B垂直纸面向里 〔答〕A、B、C． 3、（2002广东物理）在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场。一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转。不计重力的影响，电场强度E和磁感强度B的方向可能是（ ） A、E和B都沿x轴方向 B、E沿y轴正向，B沿z轴正向 C、E沿z轴正向，B沿y轴正向 D、E、B都沿z 轴方向 AB 4、（2003全国理综）a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为E。同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B。一束电子以大小为Vo的速度从左边S处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能沿虚线运动，则Vo、E、B之间的关系应该是（ ） A． B． C． D． 　质谱仪５.　一质量为m,电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场。然后，让粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上。求： （1）粒子进入磁场时的速率； （2）粒子在磁场中运动的轨道半径 ６、（2001江浙理综）图示是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的 细线。若测得细线到狭缝s3 的距离为d，试导出分子 离子的质量m的表达式。 + - + + + - - - R L S B V 2.磁流体发电 电源内阻r=ρL/S I=ε/(R+r)=BLvS/(RS+ρL) PR=I2R （1）电源的电动势 （2）电源的内阻 （3）外电路断开和闭合时电压表示数分别是多少？ V （４）两板间的电场强度？ L W h I B S N １. 在原子反应堆中抽动液态金属或在医药器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动机械部分和这些液体直接接触，所以常使用一种电磁泵。如图所示表示这种电磁泵的结构：将导管放在磁场中，当电流I穿过导电液体时，液体即被驱动。 （1）简述电磁泵的物理原理。 （2）导管内截面为w×h，磁场区域宽为L，磁感应强度为B，液体穿过磁场区域的电流为I，则驱动力产生的压强差多大？ v d a b B ３、电磁流量计 v=Uab/dB Q=Sv=πdUab/4B 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） １（2001江浙理综）假设流量计是横截面为长方形的一段管道，长、宽、高分别为图中的a、b、c。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电阻R的电流表的两端连接，