轮复习带电粒子在磁场中运动的应用文档格式.docx
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( )4.如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
( )5.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其主体部是两个D形金属盒.两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图10所示.现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能,下列方法可行的是
A.减小磁场的磁感应强度B.减小狭缝间的距离
C.增大高频交流电压D.增大金属盒的半径
( )
6.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示,它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,连接好高频交流电源后,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直盒面向下,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出,如果用同一回旋加速器分别加速氚核(
H)和α粒子(
He),比较它们所需的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,下列说法正确的是
A.加速氚核的交流电源的周期较大;
氚核获得的最大动能较大
B.加速氚核的交流电源的周期较大;
氚核获得的最大动能较小
C.加速氚核的交流电源的周期较小;
D.加速氚核的交流电源的周期较小;
()7.粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D型金属盒的半径为R,两金属盒间的狭缝很小,磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直,高频率交流电的频率为f,加速电压的电压为U,若中心粒子源处产生的质子质量为m,电荷量为+e,在加速器中被加速。
不考虑相对论效应,则下列说法正确是
A.不改变磁感应强度B和交流电的频率f,该加速器也可加速α粒子
B.加的粒子获得的最大动能
随加速电场U增大而增大
C.质子被加速后的最大速度不能超过2πRf
D.质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为
()8.磁流体发电是一项新兴技术,它可以把物体的内能直接转化为电能,下图是它的示意图。
平行金属板A、B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,含有大量正、负带电粒子)喷入磁场,A、B两板间便产生电压。
如果把A、B和用电器连接,A、B就是一个直流电源的两个电极。
设A、B两板间距为d,磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入A、B两板之间.则下列说法正确的是
A.A是直流电源的正极
B、B是直流电源的正极
C、两板间电势差为U=Bdv
D.等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力
( )9.磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能,是一种低碳环保发电机,有着广泛的发展前景.其发电原理示意图如练图8-3-5所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路,设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则
A.两板间电势差为U=Bdv
B.上板是电源的正极,下板是电源的负极
C.流经R的电流为I=
D.流经R的电流为I=
( )10.为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了上图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是
A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高
B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离子多少无关
C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大
D.污水流量Q与U成正比,与a、b无关
E.污水流量Q=
()10.电磁流量计广泛应用于可导电流体在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面积的流体的体积)。
为了简化,假设流量计是如图所示的横截面积为长方体的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为a、b、c,流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线),图中流量计的上下两面是金属材料。
现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面,当导电液体稳定的流经流量计时,在管外将流量计上下两面分别与一串联了电阻R的电流表的两端相连。
I表示测得的电流值,已知液体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为
A.
B.
C.
D.
2.磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能,是一种低碳环保发电机,有着广泛的发展前景.其发电原理示意图如练图8-3-5所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路,设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则( )
A.两板间电势差为U=BdvB.上板是电源的正极,下板是电源的负极
D.流经R的电流为I=
5.如图所示是电磁流量计的示意图.圆管由非磁性材料制成,空间有匀强磁场.当管中的导电液体流过磁场区域时,测出管壁上MN两点的电势差为U,就可以知道管中液体的流量Q--单位时间内流过管道横截面的液体的体积.已知管的直径为d,磁感应强度为B,则关于Q的表达式正确的是( )
A.Q=πdU/B
B.Q=πdU/4B
C.Q=πd2U/4B
D.Q=πd2U/B
同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带正电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,荷质比q/m越小
答案:
BC
BD
9.如图所示,速度为v0、电荷量为q的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器,选择器中磁感应强度为B,电场强度为E,则()
A.若改为电荷量-q的离子,将往上偏(其它条件不变)
B.若速度变为2v0将往上偏(其它条件不变)
C.若改为电荷量+2q的离子,将往下偏(其它条件不变)
D.若速度变为
v0将往下偏(其它条件不变)
5、(11汕头一模单选)如图,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束,下列说法中正确的是
A.组成A、B束的离子都带正电B.组成A、B束的离子质量一定不同
C.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
D.A束离子的比荷q/m大于B束离子的比荷
12.有电量为q、重力为G的小球,由两块竖直板上方h处自由下落,板间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,板间匀强电场场强为E,如图8所示,则下列说法正确的是()
A.小球在板间加速度恒定B.小球在板间加速度不可能一直不变
C.当
时,小球将作直线运动D.小球在板间将作匀速直线运动
4.厚度未知、宽度为d的金属板放在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中,已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电量为e,则当电流I流过导体时,在导体板上下侧面间会产生电势差U问:
(1)哪板电势高?
(2)电势差为多少?
( )8.目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机.如图7表示了它的原理:
将一束等离子体喷射入磁场,在场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压.如果射入的等离子体速度均为v,两金属板的板长为L,板间距离为d,板平面的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于速度方向,负载电阻为R,电离气体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时,电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为
A.
(
-R)B.
-R)
C.
-R)D.
二、巩固提高班级姓名
()6.如图所示,从S处发出的热电子(初速度为零),经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,已知电场强度为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,现发现电子向上极板偏转,为使电子沿图中虚线从该混合场区域通过,可采取的措施有
A.适当减少电场强度E
B.适当增大磁感应强度B
C.适当增大加速极板间的宽度
D.适当增大加速电压U
8.如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为0.5×
103V/m,B1大小为0.5T;
第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场的下边界与x轴重合.一质量m=1×
10-14kg、电荷量q=1×
10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°
角从M点沿直线运动,经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域.一段时间后,小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°
角的方向飞出。
M点的坐标为(0,-10),N点的坐标为(0,30),不计粒子重力,g取10m/s2.
(1)请分析判断匀强电场E的方向(要求在图中画出)并求出微粒的运动速度v;
(2)匀强磁场B2的大小为多大?
(3)B2磁场区域的最小面积为多少?
三、巩固提高班级姓名
()
9.地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直纸面向里,一个带电油滴沿着一条与竖直方向成
角的直线
运动,如图所示,由此可以判断
A.油滴一定做匀速运动
B.油滴可以做变速运动
C.如果油滴带正电,它是从
点运动到
点
D.如果油滴带正电,它是从
10.如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴,Oy轴为竖直方向,整个空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
现有一质量为m、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出(不计空气阻力,重力加速度为g)。
求:
(1)若在整个空间加一竖直向上的匀强电场E1,使小球在xOz平面内做匀速圆周运动,求场强E1和小球运动的轨道半径;
(2)若在整个空间加一匀强电场E2,使小球沿ox轴做匀速直线运动,求E2的大小;
11.如图所示,xOy平面内的圆
与y轴相切于坐标原点O.在该圆形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场一个带电粒子(不计重力)从原点O沿x轴进入场区,恰好做匀速直线运动,穿过场区的时间为To.若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过场区的时间为To/2.若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变.求:
该带电粒子穿过场区的时间.
四、学后反思(知识点、典型问题、解题方法、易错点等)
好题共享
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