1、磁場與現(xiàn)代科技質(zhì)譜儀的原理和分析(1) 構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場、偏轉(zhuǎn)磁場和照相底片等構(gòu)成(2) 原理：粒子由靜止被加速電場加速，qUmv2.粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有qvBm.由以上兩式可得r，m，.(2021·連云港期中調(diào)研改編)如圖所示，一束電荷量相同的帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場(左側(cè)極板帶正電，右側(cè)極板帶負(fù)電)組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P進(jìn)入另一勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場，最終打在A1、A2上，下列說法中正確的是()A. 粒子帶負(fù)電B. 速度選擇器中磁場方向為垂直紙面向里C. 所有打在A1A2上的粒子，在勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場中的運(yùn)

2、動時間都相同D. 粒子打在A1A2上的位置越遠(yuǎn)，粒子的質(zhì)量越大例題固法11. (2021·南京一中)如圖所示，一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強(qiáng)磁場(B)和勻強(qiáng)電場(E)組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P，進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(B)，最終打在A1A2上下列說法中錯誤的是()A. 粒子帶正電B. 所有打在A1A2上的粒子，在磁場B中運(yùn)動軌跡都相同C. 能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于 D. 粒子打在A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大2. 如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器靜電分析

3、器通道中心線半徑為R，通道內(nèi)有均勻輻射電場，在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E；磁分析器中分布著方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速度為零，重力不計)，經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，沿中心線MN做勻速圓周運(yùn)動，而后由P點進(jìn)入磁分析器中，最終經(jīng)過Q點進(jìn)入收集器下列說法中正確的是()A. 磁分析器中勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向內(nèi)B. 加速電場中的加速電壓 UERC. 磁分析器中圓心O2到Q點的距離 dD. 任何離子若能到達(dá)P點，則一定能進(jìn)入收集器回旋加速器的原理和分析(1) 構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，“

4、D”形盒的縫隙處接交流電源，“D”形盒處于勻強(qiáng)磁場中(2) 原理：交流電源的周期和粒子做圓周運(yùn)動的周期相等，粒子經(jīng)電場加速，經(jīng)磁場回旋，由qvBm，得Ekm，可見粒子獲得的最大動能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和“D”形盒半徑r決定，與加速電壓無關(guān)(2019·南京三模)如圖所示為某回旋加速器示意圖，利用回旋加速器對H粒子進(jìn)行加速，此時“D”形盒中的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，“D”形盒縫隙間電場變化周期為T，加速電壓為U.忽略相對論效應(yīng)和粒子在“D”形盒縫隙間的運(yùn)動時間，下列說法中正確的是()A. 保持B、U和T不變，該回旋加速器可以加速質(zhì)子B. 只增大加速電壓，H粒子獲得的最大動能增大C. 只增大加

5、速電壓，H粒子在回旋加速器中運(yùn)動的時間變短D. 回旋加速器只能加速帶正電的粒子，不能加速帶負(fù)電的粒子例題固法21. (2020·廣東深圳質(zhì)檢)1932年美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與“D”形盒面垂直，兩盒間的狹縫很小，粒子穿過的時間可忽略，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上，中心A處粒子源產(chǎn)生的粒子飄入狹縫中由初速度為零開始加速，最后從出口處飛出“D”形盒的半徑為R，下列說法中正確的是()A. A粒子在出口處的最大動能與加速電壓U有關(guān)B. 粒子在出口處的最大動能與“D”形盒的半徑無關(guān)C. 粒子在“D”形盒中運(yùn)動的總時間與交流電源的周期T有

6、關(guān)D. 粒子在“D”形盒中運(yùn)動的總時間與粒子的比荷無關(guān)2. 圖甲是某回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個“D”形金屬盒“D”形盒與高頻電源相連，且置于垂直于盒面的勻強(qiáng)磁場中帶電粒子在電場中的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列說法中正確的是()甲乙A. 在Ekt圖中有t4t3t3t2t2t1B. 在Ekt圖中有Ek4Ek3Ek3Ek2Ek2Ek1C. 若粒子加速次數(shù)越多，則射出加速器的粒子動能就越大D. 若加速電壓越大，則射出加速器的粒子動能就越大速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計、霍爾效應(yīng)1. 速度選擇器(如圖所示)(1) 平行板中電場強(qiáng)度E和磁感

7、應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫速度選擇器(2) 帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qEqvB，即v.2. 磁流體發(fā)電機(jī)(1) 磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能(2) 根據(jù)左手定則，如圖中的B是發(fā)電機(jī)正極 (3) 磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為l，等離子體速度為v，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則由qEqqvB得兩極板間能達(dá)到的最大電勢差UBlv.3. 電磁流量計工作原理：如圖所示，圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流動，導(dǎo)電液體中的自由電荷(正、負(fù)離子)在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差，形成電場，當(dāng)自由電荷所

8、受的電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定，即qvBqEq，所以v，因此液體流量QSv·.4. 霍爾效應(yīng)在勻強(qiáng)磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差，其原理如圖所示(2021·南通期中調(diào)研改編)某磁流體發(fā)電機(jī)原理如圖所示，等離子體高速噴射到加有強(qiáng)磁場的管道內(nèi)，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下分別向A、B兩金屬板偏轉(zhuǎn)，形成直流電源對外供電則()A. 僅減小兩板間的距離，發(fā)電機(jī)的電動勢將增大B. 僅增強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，發(fā)電機(jī)的電動勢將減小C. 僅增加負(fù)載的阻值，發(fā)電機(jī)的輸出功率將增大D. 僅增大磁流體的噴射速度，發(fā)電機(jī)的總功率將增大例題固法31. 在如圖所示的平行板器件中，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直一帶電粒子(重力不計) 從左端以速度v沿虛線射入后做直線運(yùn)動，則該粒子()A. 一定帶正電B. 速度vC. 若速度v，粒子一定不能從板間射出D. 若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，仍做直線運(yùn)動2. (2020·通州、海門、啟東聯(lián)考)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的表面向下，通入圖示方