定稿帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例

《定稿帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、☆江安中學(xué)高二物理活動(dòng)單★☆磁場★第8節(jié)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例活動(dòng)一：速度選擇器1．如圖所示，速度為v0、電荷量為q的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場強(qiáng)度為E，則（）A．若改為電荷量－q的離子，將往上偏（其它條件不變）B．若速度變?yōu)?v0將往上偏（其它條件不變）C．若改為電荷量＋2q的離子，將往下偏（其它條件不變）D．若速度變?yōu)関0/2將往下偏（其它條件不變）2．圖中為一“濾速器”裝置示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間

2、。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線OO'運(yùn)動(dòng)，由O'射出。不計(jì)重力作用?？赡苓_(dá)到上述目的的辦法是（）A.使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里B.使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里C.使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外D.使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外歸納小結(jié)：活動(dòng)二：質(zhì)譜儀3．如圖為質(zhì)譜儀原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的加速電場后進(jìn)入粒子速度選擇器。選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場

3、和勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E、方向水平向右。已知帶電粒子能夠沿直線穿過速度選擇器，從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是一個(gè)以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn)?？蓽y量出G、H間的距離為l。帶電粒子的重力可忽略不計(jì)。求：（1）粒子從加速電場射出時(shí)速度v的大小。（2）粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和方向。（3）偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小。磁場@第6頁（共6頁）☆江安中學(xué)高二物理活動(dòng)單★☆磁場★4．圖是質(zhì)譜議的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，

4、進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場．下列表述正確的是(　　)A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小[來歸納小結(jié)：活動(dòng)三：回旋加速器5．回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，它的工作原理是在勻強(qiáng)磁場中帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與速度無關(guān)?；匦铀倨鞯暮诵牟糠质莾蓚€(gè)D型金

5、屬扁盒，如圖12所示，盒正中間有一條窄縫，在兩個(gè)D型盒之間加交變電壓，于是在縫隙中形成交變電場，由于屏蔽作用，在D型盒內(nèi)部電場很弱。D型盒裝在真空容器中，整個(gè)裝置放在巨大電磁鐵的兩極之間，磁場方向垂直于D型盒的底面。只要在縫隙中的交變電場的頻率不變，便可保證粒子每次通過縫隙時(shí)總被加速，粒子的軌道不斷增大，并逐漸靠近D型盒邊緣。當(dāng)達(dá)到預(yù)期的速率后，再用特殊的裝置將它引出。在D型盒上半面中心出口A處有一正離子源，正離子的帶電量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小為U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B（加速時(shí)的時(shí)間很短，在考慮交變電場周期時(shí)可

6、不予以考慮，正離子從離子源出發(fā)時(shí)初速為零），請(qǐng)回答：A（1）證明帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)周期與速度無關(guān)。（2）上述交變電場的頻率不變，其頻率為多大？（3）求離子在下半盒中第1條和第k條軌道的半徑之比。（4）設(shè)D型盒的半徑為R，試求離子能獲得的最大動(dòng)能為多少？磁場@第6頁（共6頁）☆江安中學(xué)高二物理活動(dòng)單★☆磁場★6．回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源，使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖所示．下列說法正確的是(　　)A．粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．粒子由A0運(yùn)動(dòng)到A1比粒子由A2運(yùn)動(dòng)到A3所用

7、時(shí)間少C．粒子的軌道半徑與它被電場加速的次數(shù)成正比D．粒子的運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)速率成正比歸納小結(jié)：活動(dòng)四：磁流體發(fā)電機(jī)7．目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來說呈中性)沿圖所示方向噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷．在磁極配置如圖中所示的情況下，下列說法正確的是(　　)A．A板帶正電B．有電流從b經(jīng)用電器流向aC．金屬板A、B間的電場方向向下D．等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受

8、靜電力8．磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)．它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．如圖是它的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大世正、負(fù)帶電粒子)垂直于B的方向噴入磁場，每個(gè)離子的速度為v，電荷量大小為q，A、B兩扳間距為d，穩(wěn)定