2.磁通量:在磁场中穿过某一面的磁感线的条数多少叫穿过这一面的磁通量。用Φ表示。Φ是标量,但是有方向(进该面或出该面)。在匀强磁场中,当B与S的夹角为α时,有Φ=BSsinα。
单位为韦伯,符号为Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/(As2)。
1.电感应现象:由磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。
218.回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的装置,其核心部分是两个D形金属扁盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场,高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同,使粒子每穿过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒底面,磁场的磁感应强度为B,离子源置于D形盒的中心附近,若离子源射出粒子的电量为q,质量为m ,最大回转半径为R,其运动轨道如图所示,试求: (1)两盒所加交流电的频率为多大?(2)粒子离开回旋加速器时的动能为多大? (3)设两D形盒间电场的电势差为U,盒间窄缝的距离为d,其电场均匀,粒子在电场中加速所用的时间 t 电为多少?粒子在整个回旋加速器中所用的时间 t
总为多少?
217.如图,在x轴的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里。在x轴的下方有电场强度为E的匀强电场,方向与y轴负方向成θ角。一个带电量为+q、质量为m的粒子以初速度v0从A点进入磁场。v0方向与磁场方向垂直,与y轴正方向成θ角。粒子从x轴射出磁场的速度恰与射入磁场时的速度反向。不计重力。求:
(1)粒子在磁场中运动的时间。
(2)粒子进入电场之后,直至到达y轴的过程中,电势能变化了多少?
考点77.质谱仪,回旋加速器
216.如图所示。在x轴上有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;在x轴下方有沿y铀负方向的匀强电场,场强为E。一质最为m,电荷量为q的粒子从坐标原点。沿着y轴正方向射出。射出之后,第3次到达X轴时,它与点O的距离为L,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s,(重力不计)。
215.如图所示,一个初速为零的带正电的粒子经过MN两平行板间电场加速后,从N板上的孔射出。当带电粒子到达P点时,长方形abcd区域内出现大小不变、方向垂直于纸面且方向交替变化的匀强磁场。磁感应强度B
= 0.4T。每经过
t= 2.5πx l0 - 4 s,磁场方向变化一次。粒子到达P点时出现的磁场方向指向纸外。在Q处有一个静止的中性粒子。PQ间距离 S=3m ,PQ直线垂直平分ab、cd 。已知cd = 1. 6m,带电粒子的荷质比为1.0xl04 C/kg ,重力忽略不计。求:
⑴加速电压为200V时带电粒子能否与中性粒于碰撞?
⑵能使带点粒子与中性粒子碰撞,加速电压的最大值是多大?
214.为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是( )
A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高
B.若污水中负离子较多,则前表面比后表面电势高
C.污水中离子浓度越高电压表的示数将越大
D.污水流量Q与U成正比,与a、b无关
213.质量为m、电量为q的带电粒子以速率V 垂直磁感线射入磁感强度为B的匀强磁场中,在磁场力作用下作匀速圆周运动,带电粒子在圆周轨道上运动相当于一环形电流,则( )
A.环形电流的电流强度跟q 成正比 B.环形电流的电流强度跟V成正比
C.环形电流的电流强度跟B成正比 D.环形电流的电流强度跟 m 成正比
2.运动电荷(带电粒子重力不计)在磁场中运动情况:当v∥B时,带电粒子做匀速直线运动;当B恒定,v⊥B时,带电粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力为向心力。
(1)回旋半径:qBv=mv2 /r
(2)回旋周期:T= 2πm/qB,与v无关。
1.洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力,它是安培力的微观表现。计算公式 f洛 =qvB。条件是v与B垂直。洛伦兹力对运动电荷是不做功的。
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