定稿帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例

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1、☆江安中學(xué)高二物理活動單★☆磁場★第8節(jié)帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例活動一：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)強度為B，電場強度為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磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線OO'運動，由O'射出。不計重力作用?？赡苓_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的加速電場后進入粒子速度選擇器。選擇器中存在相互垂直的勻強電場

3、和勻強磁場，勻強電場的場強為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點垂直MN進入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強磁場。帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達照相底片的H點。可測量出G、H間的距離為l。帶電粒子的重力可忽略不計。求：（1）粒子從加速電場射出時速度v的大小。（2）粒子速度選擇器中勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1的大小和方向。（3）偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度B2的大小。磁場@第6頁（共6頁）☆江安中學(xué)高二物理活動單★☆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、進入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為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下方有強度為B0的勻強磁場．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磁場中帶電粒子做勻速圓周運動的周期與速度無關(guān)?；匦铀倨鞯暮诵牟糠质莾蓚€D型金

5、屬扁盒，如圖12所示，盒正中間有一條窄縫，在兩個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總被加速，粒子的軌道不斷增大，并逐漸靠近D型盒邊緣。當達到預(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，加速時電極間電壓大小為U，磁場的磁感應(yīng)強度為B（加速時的時間很短，在考慮交變電場周期時可

6、不予以考慮，正離子從離子源出發(fā)時初速為零），請回答：A（1）證明帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動時，運動周期與速度無關(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能為多少？磁場@第6頁（共6頁）☆江安中學(xué)高二物理活動單★☆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動B．粒子由A0運動到A1比粒子由A2運動到A3所用

7、時間少C．粒子的軌道半徑與它被電場加速的次數(shù)成正比D．粒子的運動周期和運動速率成正比歸納小結(jié)：活動四：磁流體發(fā)電機7．目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，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之間有一個很強的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大世正、負帶電粒子)垂直于B的方向噴入磁場，每個離子的速度為v，電荷量大小為q，A、B兩扳間距為d，穩(wěn)定