第八章 磁场 第五课时 带电粒子在复合场中的运动3.doc

第八章 磁场 第五课时 带电粒子在复合场中的运动（三）【高考要求】1.质谱仪和回旋加速器的基本原理 【基础梳理】 1质谱仪(1)构造：如图所示，由粒子源、_、_和照相底片等构成(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式_.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式_.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r_，m_，_2回旋加速器(1)构造：如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接_电源D形盒处于匀强磁场中(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期_，粒子在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_和D形盒_决定，与加速电压无关3速度选择器如图所示，平行板中电强度E的方向和磁感应强度B的方向互相_，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带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器的条件是_，即v.4磁流体发电机根据左手定则，如图中的B板是发电机的正极磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则由EqqqvB得两极板间能达到的最大电势差U_.5电磁流量计工作原理：如图所示，圆形导管直径为d，用_制成，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，a、b间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的_和_平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即qvBqEq，所以v ，因此液体流量QSv.【典题演示5】如图是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. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C. 能通过狭缝P的带电粒子的速度等于E/BD. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小【典题演示6】1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（ ）A. 离子由加速器的中心附近进入加速器B. 离子由加速器的边缘进入加速器C. 离子从磁场中获得能量D. 离子从电场中获得能量【变式训练1】回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是 ()A减小磁场的磁感应强度 B减小狭缝间的距离C增大高频交流电压 D增大金属盒的半径【变式训练2】如图所示，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，一质子沿极板方向以速度v0从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过不计质子重力，下列说法正确的是()A若质子以小于v0的速度沿极板方向从左端射入，它将向上偏转B若质子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过C若电子以速度v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过D若电子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过【变式训练3】如图是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时，下列说法中正确的是()AN板的电势高于M板的电势BM板的电势高于N板的电势CR中有由b向a方向的电流DR中有由a向b方向的电流【变式训练4】霍尔元件是一种基于霍尔将就的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用。如图为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷定向运