平行板中電場強度E和磁感應強度B互相這種裝置能把具

(1)平行板中電場強度E和磁感應強度B互相

。這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。

圖8－4－11．速度選擇器(如圖8－4－1所示)垂直Eq＝qvB

(1)構造：如圖8－4－2所示，D1、D2是半圓金屬盒，D形盒的縫隙處接高頻

電源。D形盒處于勻強磁場中。

2．回旋加速器(2)工作原理：①電場加速qU＝Δek。交流圖8－4－2相等3．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

直接轉化為

。(2)根據左手定則，如圖8－4－3中的B是發(fā)電機

。圖8－4－3(3)磁流體發(fā)電機兩極板間的距離為d，等離子體速度為v，磁場的磁感應強度為B，則兩極板間能達到的最大電勢差U＝

。正極機械能電能Bdv4．電磁流量計如圖8－4－4所示。(1)用途：電磁流量計是用來測定導電液體在導管中流動時流量的儀器。圖8－4－4(2)原理：設導管的直徑為d，用非磁性材料制成，磁感應強度為B，a、b間電勢差為U，則流量Q＝Sv＝

。πdU/4B5．質譜儀(1)用途：質譜儀是一種測量帶電粒子質量和分離

的儀器。圖8－4－5同位素

在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導體，當

與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現了

，這個現象稱為霍圖8－4－6爾效應。所產生的電勢差稱為霍爾電勢差，其原理如圖8－4－6所示。6．霍爾效應磁場方向電勢差1．回旋加速器的最大動能2．磁流體發(fā)電機、電磁流量計的共同特點目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，如圖8－4－7表示它的原理：將一束等離子體噴射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就圖8－4－7會聚集電荷，產生電壓，以下說法正確的是(

)A．B板帶正電B．A板帶正電C．其他條件不變，只增大射入速度，UAB增大D．其他條件不變，只增大磁感應強度，UAB增大答案：ACD

[命題分析]本考點是高考的熱點，高考常結合電場加速及磁場偏轉來考查綜合分析能力，以選擇題、計算題呈現。[例1]

(2012·天津高考)對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖8－4－8所示，質量為m、電荷量為q的圖8－4－8鈾235離子，從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場，其初速度可視為零，然后經過小孔S2垂直于磁場方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中，做半徑為R的勻速圓周運動，離子行進半個圓周后離開磁場并被收集，離開磁場時離子束的等效電流為I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。(1)求加速電場的電壓U；1．(2009·廣東高考)如圖8－4－9是質譜儀的工作原理示意圖。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上有可讓粒子通圖8－4－9過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有磁感應強度為B0的勻強磁場。下列表述正確的是(

)[變式訓練]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，粒子的比荷越小答案：ABC

[命題分析]本考點是高考熱點，高考常結合電場加速、磁場回旋考查學生綜合分析及數學分析能力。[例2]

(2011·天津高考)回旋加速器在核科學、核技術、核醫(yī)學等高新技術領域得到了廣泛應用，有力地推動了現代科學技術的發(fā)展。(1)回旋加速器的原理如圖8－4－10，D1和D2是兩個中空的半徑為R

的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為f

的交流電源上，位于D1圓心處的質子源A

能不斷產生質子圖8－4－10(初速度可以忽略，重力不計)，它們在兩盒之間被電場加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應強度為B

的勻強磁場中。若質子束從回旋加速器輸出時的平均功率為P，求輸出時質子束的等效電流I

與P、B、R、f

的關系式(忽略質子在電場中的運動時間，其最大速度遠小于光速)。(2)試推理說明：質子在回旋加速器中運動時，隨軌道半徑r

的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差Δr

是增大、減小還是不變？[思維流程]第一步：抓信息關鍵點關鍵點(1)頻率為f的交流電源(2)質子束輸出平均功率P信息獲取P為單位時間從加速器射出的質子的動能第三步：條理作答第二步：找解題突破口2.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖8－4－11所示。這臺加速器由兩個銅質D形盒D1、D2構成，其間留有空隙，下列說法正確的是 (

)圖8－4－11[變式訓練]A．離子由加速器的中心附近進入加速器B．離子由加速器的邊緣進入加速器C．離子從磁場中獲得能量D．離子從電場中獲得能量解析：回旋加速器的兩個D形盒間的空隙分布著周期性變化的電場，不斷地給離子加速使其獲得能量，D正確；而D形盒處分布有恒定不變的磁場，具有一定速度的帶電粒子在D形盒內受到磁場的洛倫茲力提供的向心力而做圓周運動，洛倫茲力不做功故不能使離子獲得能量，C錯；離子源在回旋加速器的中心附近，A正確，B錯誤。答案：AD[示例]如圖8－4－12所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應強度為B，用來加速質量為m、電荷量為q的質子，質子從下半盒的質子源由靜止出發(fā)，圖8－4－12加速到最大能量E后，由A孔射出。則下列說法正確的是 (

)糾錯藍本——對粒子加速器的幾點錯誤認識2．知識應用方面[失誤探因]

1．審題方面(1)由于忽視相對論效應而漏選A項；(2)由于沒有注意質子是從下半盒的質子源出發(fā)的而錯選D。

[名師點評][隨堂鞏固提升]1.如圖8－4－13是磁流體發(fā)電機的原理示意

圖，金屬板M、N正對著平行放置，且板面垂直于紙面，在兩板之間接有電阻R。

在極板間有垂直于紙面向里的勻強磁場。圖8－4－13

當等離子束(分別帶有等量正、負電荷的離子束)從左向

右進入極板時，下列說法中正確的是 (

)A．N板的電勢高于M板的電勢B．M板的電勢高于N板的電勢C．R中有由b向a方向的電流D．R中有由a向b方向的電流解析：根據左手定則可知正電荷向上極板偏轉，負電荷向下極板偏轉，則M板的電勢高于N板的電勢，選項A錯誤，B正確；M板相當于電源的正板，那么R中有由a向b方向的電流，選項C錯誤，D正確。答案：BD2.如圖8－4－14所示，有一混合正離子束先

后通過正交的電場、磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁

場區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中圖8－4－14

不偏轉，進入區(qū)域Ⅱ后偏轉半徑r相同，則它們一定具

有相同的 (

)A．速度 B．質量C．電荷量 D．比荷答案：AD3.如圖8－4－15所示，一塊通電金屬板放在磁場

中，板面與磁場垂直，板內通有如圖所示方向

的電流，a、b是金屬板左、右邊緣上的兩點，

若a、b兩點的電勢分別為φa和φb，兩點的電圖8－4－15

勢相比有 (

)A．φa＝φb

B．φa>φbC．φa<φb D．無法確定解析：由左手定則知，金屬板內向下運動的自由電子必受向左的洛倫茲力作用，故最后金屬板的左側面聚集自由電子，電勢低；右側面聚集正電荷，電勢高，即φa<φb。答案：C4.(2012·襄陽調研)某制藥廠的污水處理站的管

道中安裝了如圖8－4－16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、下底圖8－4－16

面方向加磁感應強度為B，方向向下的勻強磁場，在前、

后兩個面的內側固定有金屬板作為電極，當含有大量正、

負離子(其重力不計)的污水充滿管口從左向右流經該裝

置時，利用電壓表所顯示的兩個電極間的電壓U，就可

測出污水流量Q(單位時間內流出的污水體積)。則下列說

法正確的是 (

)A．后表面的電勢一定高于前表面的電勢，與正、負哪種離子多

少無關B．若污水中正、負離子數相同，則前、后表面的電勢差為零C．在一定范圍內，流量Q越大，兩個電極間的電壓U越大D．污水中離子數越多，兩個電極間的電壓U越大解析：由左手定則可知，正、負離子從左向右流經該裝置時，正離子向后表面偏轉，負離子向前表面偏轉，故A正確，B錯誤；在一定范圍內，由法拉第電磁感應定律得U＝Bdv，因此流量Q越大，離子運動速度越大，兩個電極間的電壓U也就越大，C正確，D錯誤。答案：AC5．如圖8－4－17所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉電場。一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉電場，最后打在照相底片D上。已知同位素離子的電荷量為q(q>0)，速度選擇器內部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應強度大小為B0的勻強磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響。圖8－4－17(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大??；(2)若打在照相底片上的離子在偏轉電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質量m之間的關系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。演練知能檢測見“限時集訓（二十七）”[教師備選題庫]1.(2012·惠州4月?？?質譜儀的原理如圖1所示。從粒子源S出來時的粒子速度很小，可以看做初速度為零，粒子經過電場加速后進入有界的垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，并沿著半圓周運動而達到照相底片上的P點，測得P點到入口的距離為x，則以下說法正確的是(

)A．僅加速電壓增大，其他量不變，則x增大B．僅勻強磁場增強，其他量不變，則x增大C．僅粒子的質量增大，其他量不變，則x增大D．僅粒子的電荷量增加，其他量不變，則x增大圖1答案：AC2.(2012·長春四校聯(lián)考)如圖2所示為一種獲得高