36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動（五）

1、江蘇省海門中學(xué)2012級物理自主練習(xí) 選修3-13.6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動（五）復(fù)合場 （ 一 ） 班級 姓名 一、回旋加速器1、回旋加速器是用于加速帶電粒子流，使之獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒間狹縫中形成勻強(qiáng)電場，使粒子每穿過狹縫都得到加速；兩盒放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒底面, 磁感強(qiáng)度為B.離子源置于盒的圓心附近，若離子源射出離子電量為q，質(zhì)量為m粒子最大回旋半徑為Rm，其運(yùn)動軌跡如圖所示，問(1)離子在盒內(nèi)做何種運(yùn)動?(2)離子在兩盒間狹縫內(nèi)作何種運(yùn)動?(3)所加交變電壓頻率為多大?離子運(yùn)動角速度多大?(4)離

2、子離開加速器時速度多大?(5)設(shè)兩D形盒間電場的電勢差為U，盒間距離為d，求加速到上述能量所需時間.二、速度選擇器 +2、原理：如圖所示，在重力可以忽略不計情況下，運(yùn)動方向相同而速率不同的正離子組成的離子束射入相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場所組成的場區(qū)中，已知電場強(qiáng)度大小為,方向向下，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,方向垂直紙面向里，若離子運(yùn)動軌跡不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，必須滿足平衡條件： ，故v=E/B,這樣就把滿足v=E/B的帶電粒子從速度選擇器中選擇出來。課后練習(xí)1、如圖所示，從S處發(fā)出的熱電子（初速度為零），經(jīng)加速電壓U加速后垂直進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，已知電場強(qiáng)度為E，方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

3、，方向垂直紙面向里，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子向上極板偏轉(zhuǎn)，為使電子沿圖中虛線從該混合場區(qū)域通過，可采取的措施有（ ）A適當(dāng)減少電場強(qiáng)度E B適當(dāng)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BC適當(dāng)增大加速極板間的寬度 D適當(dāng)增大加速電壓U+-2、如圖所示，一束質(zhì)量、速度和電量不同的正離子垂直地射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場正交的區(qū)域里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運(yùn)動方向，未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)。如果讓這些不偏轉(zhuǎn)離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束，對這些進(jìn)入后一磁場的離子，可得出結(jié)論（ ）A它們的動能一定各不相同 B它們的電量一定各不相同C它們的質(zhì)量一定各不相同 D它們的電量與質(zhì)量之比一定各不相同3、關(guān)于回旋加速器加速帶電粒子所獲得的能量，

4、下列說法正確的是（ ）A.與加速器的半徑有關(guān)，半徑越大，能量越大 B.與加速器的磁場有關(guān)，磁場越強(qiáng)，能量越大C.與加速器的電場有關(guān)，電場越強(qiáng)，能量越大D.與帶電粒子的質(zhì)量和電荷量均有關(guān)，質(zhì)量和電荷量越大，能量越大4、回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，在兩盒間的窄縫中形成交變電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速兩盒放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出如果用同一回旋加速器分別加速氚核（ HYPERLINK / SK

5、IPIF 1 0 H）和a粒子( HYPERLINK / SKIPIF 1 UbB電勢Ub Ua C電流增大時，|UaUb|增大D其它條件不變，將銅板改為NaCl水溶液時，電勢結(jié)果仍一樣3、為了測量某化肥廠的污水排放量，技術(shù)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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)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(nèi)排出的污水體積)，下列說法正確的是 ( )A若污水中正離子較多，則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面

6、電勢高B前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，與哪種離子多無關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與電壓U成正比，與a、b有關(guān)4、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，下圖是它的示意圖平行金屬板A、B之間有一個很強(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，含有大量正、負(fù)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兩板間距為d，穩(wěn)定時下列說法中正確的是( )A圖中A板是電源的正極 B圖中B板是電源的正極C電源的電動勢為Bvd D電源的電動勢為Bvq5、如圖所示，長方體容器的三條棱的長度分別為a、b、h，容器內(nèi)裝有NaCl溶液，單位體積內(nèi)鈉離子數(shù)為n