磁場幾種儀器經典速度選擇器電磁流量計等

1、電磁場的應用一、速度選擇器1如圖所示的平行板器件中電場強度 E 和磁感應強度 B 相互垂直，具有不同水平速度的帶電粒子從 P 孔射入后發(fā)生偏轉的情況不同。利用這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器?，F有一束帶正電粒子（電量為q，質量為m）從P孔進入，要使其能從Q孔離開，粒子的速度應滿足怎樣的條件？如果是一束帶負電的粒子，從P孔進入，要使其能從Q孔離開，粒子的速度應滿足怎樣的條件？如果讓粒子從Q孔進入，能否從P孔離開？2如圖，水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷，b板帶正電，兩板間有垂直于紙面向里的勻強磁場

2、，若一個帶正電的液滴在兩板間做直線運動，其運動方向是：( )abBA沿豎直方向向下 B沿豎直方向向上C沿水平方向向左 D沿水平方向向右3在圖中實線框所圍的區(qū)域內同時存在勻強磁場和勻強電場一負離子（不計重力）恰好能沿直線MN通過這一區(qū)域則勻強磁場和勻強電場的方向不可能為下列哪種情況（ ）MNA、勻強磁場和勻強電場的方向都水平向右B、勻強磁場方向豎直向上，勻強電場方向垂直于紙面向里C、勻強磁場方向垂直于紙面向里，勻強電場方向豎直向下D、勻強磁場方向垂直于紙面向外，勻強電場方向豎直向下二.質譜儀:1圖1是測量帶電粒子質量的儀器工作原理示意圖。設法使某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器A中，使它受

3、到電子束轟擊，失去一個電子變成正一價的離子。離子從狹縫s1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)（初速不計），加速后，再通過狹縫s2、s3射入磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ。最后，離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細線。若測得細線到狹縫s3的距離為d。試求離子的質量m的表達式。2如圖帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器。速度選擇器內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。下列表述不正確的是（ ）A質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

4、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，粒子的荷質比越小三.回旋加速器B甲1在高能物理研究中，粒子回旋加速器起著重要作用，如圖甲為它的示意圖。它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成，兩個D形盒正中間開有一條窄縫。兩個D型盒處在勻強磁場中并接有高頻交變電壓。圖乙為俯視圖，在D型盒上半面中心S處有一正離子源，它發(fā)出的正離子，經狹縫電壓加速后，進入D型盒中。在磁場力的作用下運動半周，再經狹縫電壓加速。如此周而復始，最后到達D型盒的邊緣，獲得最大速度，由導出裝置導出。已知正離子的電荷量為q，質量為m，加速時電極間電壓大小為U，磁場的磁感應強度為B，D型盒的半徑為R。每

5、次加速的時間很短，可以忽略不計。正離子從離子源出發(fā)時的初速度為零。（1）為了使正離子每經過窄縫都被加速，求交變電壓的周期；（2）求離子能獲得的最大速度； （3）求離子第1次與第n次在下半盒中運動的軌道半徑之比。SB乙B2回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列說法中正確的是( ) A增大勻強電場間的加速電壓B增大磁場的磁感應強度C減小狹縫間的距離 D增大D形金屬盒的半徑3如果用同一回旋加速器分別加

6、速氚核（H）和粒子(He)，比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大小，可知 ( )A加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小B加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能也較大C加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能也較小D加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大四.磁流體發(fā)電機1磁流體發(fā)電是一項新興技術，它可以把物體的內能直接轉化為電能，如圖是它的示意圖平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產生電壓如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個直流電源的兩個電極設

7、A、B兩板間距為d，磁感應強度為B，等離子體以速度v沿垂直于磁場的方向射入A、B兩板之間，則下列說法正確的是（）AA是直流電源的正極 BB是直流電源的正極C電源的電動勢為Bdv D電源的電動勢為qvB五.電磁流量計××××a××××Bd ××××××××× v××××b×××× 圖-51.如圖-5所示，一圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可

8、以導電的液體向左流動。導電液體中的自由電荷（正負離子）在洛倫茲力作用下橫向偏轉，a、b間出現電勢差。當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定。設a、b兩點間的電勢差為U，試寫出流量Q的表達式2.為了測量某化肥廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下表面方向加磁感應強度為B的勻強磁場，在前后兩個內側面固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U若用Q表示污水流量 (單位時間內排出的污水體積)，下列說法正確的是 ( )A若污水中正離

9、子較多，則前內側面比后內側面電勢高B前內側面的電勢一定低于后內側面的電勢，與哪種離子多無關C污水中離子濃度越高，電壓表的示數將越大D污水流量Q與電壓U成正比，與a、b有關3如圖為一電磁流量計的示意圖，其截面為正方形的非磁性管，每邊邊長為d，導電液體流動，在垂直液體流動方向上加一指向紙內的勻強磁場，磁感應強度為B.現測得液體a、b兩點間的電勢差為U，求管內導電液體的流量Q.六霍爾效應霍爾效應：置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場方向垂直，則垂直于電流和磁場方向會產生一個附加的橫向電場，這個現象是霍普金斯大學研究生霍爾于1879年發(fā)現的，后被稱為霍爾效應?；魻栃獜谋举|上講是運動的帶電粒子在磁場

10、中受到洛倫茲力作用而引起的偏轉。1（2000年高考理綜卷）如圖所示，厚度為h、寬為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的均勻磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上側面A和下側面A之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應。實驗表明，當磁場不太強時電勢差U，電流I和B的關系為U=k 式中的比例系數k稱為霍爾系數?；魻栃山忉屓缦拢和獠看艌龅穆鍌惼澚κ惯\動的電子聚集在導體板的一側，在導體板的另一側出現多余的正電荷，從而形成橫向電場，橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩側之間就會形成穩(wěn)定的電勢差。設電流I是由電子定向流動形成的，電子的平

11、均定向速度為v，電量為e，回答下列問題：（1）穩(wěn)定時，導體板上側面的電勢 下側面的電勢（填高于、低于或等于）。（2）電子所受的洛倫茲力的大小為 。  （3）當導體板上下兩側之間的電勢差為U時，電子所受的靜電力的大小為 （4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數k=，其中n代表導體板單位體積中電子的個數。2、如圖所示是在一個很小的矩形導體板上，制作4個電極E、F、M、N而成的霍爾元件，導體板長為a、寬為b、厚為d，垂直放在磁感應強度為B的勻強磁場中，設電流I是由電子的定向流動形成的，電子的平均定向移動速度為v，導體單位體積內的自由電子數為n，電子電量為e，則達到穩(wěn)定狀態(tài)時：（1）比較M、N兩個極的電勢高低；（2）求出霍爾電壓