0  115464  115472  115478  115482  115488  115490  115494  115500  115502  115508  115514  115518  115520  115524  115530  115532  115538  115542  115544  115548  115550  115554  115556  115558  115559  115560  115562  115563  115564  115566  115568  115572  115574  115578  115580  115584  115590  115592  115598  115602  115604  115608  115614  115620  115622  115628  115632  115634  115640  115644  115650  115658  447090 

1.

图8-3-7

(多选)质谱仪的构造原理如图8-3-7所示.从粒子源S出来时的粒子速度很小,可以看作初速为零,粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域,并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点,测得P点到入口的距离为x,则以下说法正确的是( )

A.粒子一定带正电

B.粒子一定带负电

C.x越大,则粒子的质量与电量之比一定越大

D.x越大,则粒子的质量与电量之比一定越小

[解析] 由左手定则可判断,A对;半径为x/2,由R=可知C对.

[答案] AC

试题详情

4.霍尔效应

在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,这种现象称为霍尔效应.

图8-3-6

试题详情

3.电磁流量计

导电液体在管中向左流动,导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力的作用下横向偏转,ab间出现电势差.根据ab电势差的大小可测量出管中液体的流量.

图8-3-5

试题详情

2.磁流体发电机

磁流体发电是一项新兴技术,它可以把内能直接转化为电能.

图8-3-4

试题详情

1.速度选择器

平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直.这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.

图8-3-3

试题详情

2.带电粒子在复合场中的运动分类

(1)静止或匀速直线运动

当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或匀速直线运动状态.

(2)匀速圆周运动

当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动.

(3)较复杂的曲线运动

当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线.

(4)分阶段运动

带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成.

 带电粒子在复合场中运动的应用实例

试题详情

1.三种场的不同点

 
力的特点
功和能的特点

 
 

 
 

(1)大小Gmg
 
(2)方向竖直向下
(1)重力做功和路径无关
 
(2)重力做功改变物体的重力势能,重力做正功,重力势能减小
 
 

 
 

 
 

(1)大小:FqE
 
(2)方向:正电荷受力方向和电场强度方向相同,负电荷受力方向和电场强度方向相反
(1)电场力做功和路径无关
 
(2)电场力做功改变系统的电势能,电场力做正功,电势减小
 
 

 
 

(1)洛伦兹力:FqvB
 
(2)方向:左手定则判定
洛伦兹力不做功,不改变粒子的动能
 

试题详情

2.

图8-3-2

回旋加速器

(1)构造:如图8-3-2所示,D1D2是半圆金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源.D形盒处于匀强磁场中.

(2)原理:交变电流的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的电势差一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速.由qvB=,得Ekm=,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度BD形盒半径R决定,与加速电压无关.

 带电粒子在复合场中的运动

试题详情

1.质谱仪

(1)构造:如图8-3-1所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等组成.

图8-3-1

(2)原理:粒子由静止在加速电场中被加速,根据动能定理qUmv2可知进入磁场的速度v= .粒子在磁场中受洛伦兹力偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律知qBv=.由以上几式可得出需要研究的物理量,如:粒子轨迹半径、粒子质量、比荷等.

试题详情

4.(2013·广东高考)如图9-3-17(a)所示,在垂直于匀强磁场B的平面内,半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴转动,圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接.电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件.流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图(b)所示,其中ab段和bc段均为直线,且ab段过坐标原点.ω>0代表圆盘逆时针转动.已知:R=3.0 Ω,B=1.0 T,r=0.2 m.忽略圆盘、电流表和导线的电阻.

(a)

(b)

图9-3-17

(1)根据图(b)写出abbc段对应的Iω的关系式;

(2)求出图(b)中bc两点对应的P两端的电压UbUc

(3)分别求出abbc段流过P的电流IP与其两端电压UP的关系式.

[解析] 圆盘转动切割磁感线,根据EBr2ω计算感应电动势.题目给出了I­ω图象.根据数学知识写出Iω的关系式.根据欧姆定律求解通过R的电流.根据并联电路的特点求解通过P的电流.

(1)根据数学知识,abbc段对应的Iω的关系式分别为Iabk1ωIbck2ωb,且当ω=15 rad/s时,Iab=0.1 A,故k1=.

所以Iabω(A) (-45 rad/s≤ω≤15 rad/s).

ω1=15 rad/s时,Ibc=0.1 A,即0.1=15k2b[来源:++]

ω2=45 rad/s时,Ibc′=0.4 A,即0.4=45k2b

解得k2=,b=-0.05

所以Ibcω-0.05(A) (15 rad/s≤ω≤45 rad/s).

(2)圆盘电阻不计,切割磁感线时产生的感应电动势加在PR上.b点对应的P两端的电压UbE11r2=×1.0×15×0.22 V=0.3 V.

c点对应的P两端的电压UcE2Bω2r2=×1.0×45×0.22 V=0.9 V.

(3)PR两端的电压等于圆盘以角速度ω转动产生的感应电动势,即UPUREBωr2=0.02ω.

根据欧姆定律得通过R的电流IR===.

根据并联电路的电流特点IabIPIR

IbcIP′+IR

所以ab段流过P的电流IPIabIRω-=0(-45 rad/s≤ω≤15 rad/s)

bc段流过P的电流IP′=IbcIR′=ω--0.05 A(15 rad/s≤ω≤45 rad/s).

[答案] 见解

 

试题详情


同步练习册答案