高考物理大一轮复习 微专题11 带电粒子在复合场中运动的实例分析课件 新人教版.ppt

磁场 第九章 微专题11带电粒子在复合场中运动的实例分析 栏 目 导 航 命题点一质谱仪的原理和分析命题点二回旋加速器的原理和分析命题点三霍尔效应的原理和分析命题点四速度选择器 磁流体发电机和电磁流量计模拟演练 稳基提能 1 作用测量带电粒子质量和分离同位素的仪器 2 原理 如图所示 质谱仪的原理和分析 d 2 2017 陕西渭南一模 质谱仪是一种测定带电粒子的质量和分析同位素的重要工具 它的构造原理如图所示 粒子源s产生一个质量为m 电荷量为q的带正电的粒子 粒子的初速度很小 可以看成是静止的 粒子经过电压u加速进入磁感应强度为b的匀强磁场中 沿着半圆运动轨迹打到底片p上 测得它在p上的位置到入口处s1的距离为x 则下列说法正确的是 d a 对于给定的带电粒子 当磁感应强度b不变时 加速电压u越大 粒子在磁场中运动的时间越长b 对于给定的带电粒子 当磁感应强度b不变时 加速电压u越大 粒子在磁场中运动的时间越短 回旋加速器的原理和分析 4 回旋加速器的解题思路 1 带电粒子在缝隙的电场中加速 交变电流的周期与磁场周期相等 每经过磁场一次 粒子加速一次 2 带电粒子在磁场中偏转 半径不断增大 周期不变 最大动能与d形盒的半径有关 3 2018 宜兴模拟 多选 回旋加速器的工作原理示意图如图所示 磁感应强度为b的匀强磁场与盒面垂直 两盒间的狭缝很小 粒子穿过其的时间可忽略 它们接在电压为u 频率为f的交流电源上 若a处粒子源产生的质子在加速器中被加速 下列说法正确的是 a 若只增大交流电压u 则质子获得的最大动能增大b 若只增大交流电压u 则质子在回旋加速器中运动的时间会变短c 若磁感应强度b增大 交流电频率f必须适当增大 回旋加速器才能正常工作d 不改变磁感应强度b和交流电频率f 该回旋加速器也能用于加速 粒子 bc 4 2018 河北保定联考 回旋加速器的工作原理如图所示 d1 d2是两个中空的半圆形金属扁盒 它们接在高频交流电源上 磁感应强度为b的匀强磁场与盒面垂直 在d1盒中心a处有粒子源 产生质量为m 电荷量为 q的带正电粒子 初速度不计 在两盒之间被电场加速后进入d2盒中 加速电压为u 两盒间的狭缝很小 带电粒子穿过的时间可以忽略不计 加速过程中不考虑相对论效应和重力作用 1 为使粒子每次经过狭缝都被加速 求交变电压的频率 2 带电粒子在d2盒中第n个半圆轨迹的半径 1 定义 高为h 宽为d的金属导体 自由电荷是电子 置于匀强磁场b中 当电流通过金属导体时 在金属导体的上表面a和下表面a 之间产生电势差 这种现象称为霍尔效应 此电压称为霍尔电压 2 电势高低的判断 如图所示 金属导体中的电流i向右时 根据左手定则可得 下表面a 的电势高 霍尔效应的原理和分析 c ac 速度选择器 磁流体发电机和电磁流量计 bc 8 多选 如图所示为磁流体发电机的原理图 金属板m n之间的距离为d 20cm 磁场的磁感应强度大小为b 5t 方向垂直纸面向里 现将一束等离子体 即高温下电离的气体 含有大量带正电和带负电的微粒 整体呈中性 从左侧喷射入磁场 发现在m n两板间接入的额定功率为p 100w的灯泡正常发光 且此时灯泡电阻为r 100 不计离子重力和发电机内阻 且认为离子均为一价离子 则下列说法中正确的是 a 金属板m上聚集负电荷 金属板n上聚集正电荷b 该发电机的电动势为100vc 离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为103m sd 每秒钟有6 25 1018个离子打在金属板n上 bd 9 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液一起在磁场中运动 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做是匀强电场 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 两触点间的距离为3 0mm 血管壁的厚度可忽略 两触点间的电势差为160 v 磁感应强度的大小为0 0