磁场 磁场应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,考点,1.,速度选择器,由正交的匀强磁场和匀强电场组成,.,带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能沿直线匀速通过速度选择器，否则将发生偏转,.,这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关,.,若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线,.,例题,1,如图所示，从正离子源发射的正离子经加速电压,U,加速后进入相互垂直的匀强电场,E,（方向竖直向上）和匀强磁场,B,（方向垂直于纸面向外）中，发现离子向上偏转，要使此离子沿直线穿过电场,则（）,A,增大电场强度,E,，减小磁感强度,B,B,减小加速电压,U,，增大电场强度,E9-4-2,C,适当地加大加速电压,U,D,适当地减小电场强度,E,答案：,CD,【,变式训练,1】,如图所示，在平行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场,质子、氘核、氚核沿平行金属板方向以相同动能射入两板间，其中氘核沿直线运动未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则（）,A,偏向正极板的是质子,B,偏向正极板的是氚核,C,射出时动能最大的是质子,D,射出时动能最小的是氚核,答案：,A,考点,2.,质谱仪：,组成：离子源，加速场，速度选择器（、），偏转场,2,，胶片,.,原理：,.,加速场中：,.,选择器中：,.,偏转场中：,d.,比荷：,作用：,主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素,.,例题,2,（,09,年广东物理,12,）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,能通过的狭缝,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,答案：,ABC,【,变式训练,2】,在甲图中，带正电粒子从静止开始经过电势差为,U,的电场加速后，从,G,点垂直于,MN,进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线,MN,为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为,B,，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的,H,点测得,G,、,H,间的距离为,d,，粒子的重力可忽略不计。,1,）试求该粒子的比荷为；,2,）若偏转磁场的区域为圆形，且与,MN,相切于,G,点，如图乙所示，其它条件不变。要保证上述粒子从,G,点垂直于,MN,进入偏转磁场后不能打到,MN,边界上（,MN,足够长），,求磁场区域,的半径应满,足的条件。,考点,3.,电磁流量计,如图，一圆形导管直径为,d,，用非磁性材料制成，,原理：导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下纵向偏转，,a,b,间出现电势差,.,当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，,a,、,b,间的电势差就保持稳定,.,例题,3,为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况需测量血管中血液的流速和流量,.,如图为电磁流量计的示意图，将血管置于磁感应强度为,B,的匀强磁场中，测得血管两侧电压为,U,，已知管的直径为,d,，试求出血液在血管中的流速,v,为多少？流量,Q,（单位时间内流过的体积）是多少？（重力不计）,【,变式训练,3】,（,2009,年宁夏卷,16,）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极,a,和,b,以及磁极,N,和,S,构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极,a,、,b,均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极,a,、,b,之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为,3.0mm,，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为,160V,，磁感应强度的大小为,0.040T,。则血流速度的近似值和电极,a,、,b,的正负为,(),A,1.3m/s,，,a,正、,b,负,B,2.7m/s,，,a,正、,b,负,C,1.3m/s,，,a,负、,b,正,D,2.7m/s,，,a,负、,b,正,a,b,N,S,血流,测 电 势 差,考点,4.,磁流体发电机,例题,4.,目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示了它的原理：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,_,考点,5.,回旋加速器,组成：两个,D,形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压,U,作用：电场用来对粒子（质子、氛核,a,粒子等）加速，磁场用来使粒子回旋,从而能反复加速高能粒子,是研究微观物理的重要手段,要求：粒子在磁场中做圆周,运动的周期等于交变电源的,变化周期,(1),回旋加速器中的,D,形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动,(2),回旋加速器中所加交变电压的频率,f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等,:,(3),回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式来计算，在粒子电量,q,、质量,m,和磁感应强度,B,一定的情况下，回旋加速器的半径,R,越大，粒子的能量就越大,例题,5.,回旋加速器是利用较低电压的高频电源使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图，下列说法正确的是（）,A.,粒子在磁场中做匀速圆周运动,B.,粒子由,A0,运动到,A1,比粒子由,A2,运动到,A3,所用时间少,C.,粒子的轨道半径与它的速率成正比,D.,粒子的运动周期和运动速率成正比,答案：,AC,【,变式训练,5】,环型对撞机是研究高能粒子的重要装置带电粒子被电压为,U,的电场加速后，注入对撞机的高真空环状空腔内，在匀强磁场中作半径恒定的匀速圆周运动带电粒子局限在环状空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应关于带电粒子的比荷,q/m,、加速电压,U,和磁感应强度,B,以及粒子运动的周期,T,的关系有如下判断：对于给定的,U,，,q/m,越大，则,B,应越大；对于给定的,U,，,q/m,越大，则,B,应越小；对于给定的带电粒子，,U,越大，则,T,越小；对于给定的带电粒子，不管,U,多大，,T,都不变，其中正确的是（）,A,B,C,D,