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1、磁场磁场应用本讲稿第一页，共十七页例题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BB减小加速电压U，增大电场强度E9-4-2C适当地加大加速电压UD适当地减小电场强度E 答案：答案：CD 本讲稿第二页，共十七页【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
2、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：答案：A本讲稿第三页，共十七页考点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.本讲稿第四页，共十七页 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
3、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/BD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：答案：ABC本讲稿第五页，共十七页【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
4、（MN足够长），求磁场区域的半径应满足的条件。本讲稿第六页，共十七页考点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.本讲稿第七页，共十七页 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）本讲稿第八页，共十七页【变式
5、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()A1.3m/s，a正
6、、b负 B2.7m/s，a正、b负C1.3m/s，a负、b正 D2.7m/s，a负、b正abNS血流测 电 势 差本讲稿第九页，共十七页考点4.磁流体发电机本讲稿第十页，共十七页 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 _ 本讲稿第十一页，共
7、十七页考点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 本讲稿第十二页，共十七页(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
8、器的半径R越大，粒子的能量就越大 本讲稿第十三页，共十七页例题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本讲稿第十四页，共十七页【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 本讲稿第十五页，共十七页 本讲稿第十六页，共十七页 本讲稿第十七页，共十七页