专题二十六 电磁场在世界中的应用.doc

专题二十六 电磁场在世界中的应用一、选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分，每小题有一个或多个选项符合题意。全部选对的得6分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)1如图，装置为速度选择器，平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外，带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出，不计粒子重力，以下说法正确的有( )A若带正电粒子以速度v从点射入能沿直线射出，则带负电粒子以速度v从点射入能沿直线射出B若带正电粒子以速度v从点射入，离开时动能增加，则带负电粒子以速度v从点射入，离开时动能减少C若氘核()和氦核()以相同速度从点射入，则一定能以相同速度从同一位置射出D若氘核()和氦核()以相同动能从点射入，则一定能以相同动能从不同位置射出2图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连带电粒子在运动中的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是( ) A从Ek-t图可知，要想粒子获得的最大动能越大，则要求D形盒的面积也越大B在Ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1C高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1D从Ek-t图可知，粒子加速次数越多，粒子的最大动能一定越大3.用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是( )A上表面电势高B下表面电势高C该导体单位体积内的自由电子数为D该导体单位体积内的自由电子数为4如图所示为磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射人的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向负载电阻为R，电离气体充满两极间的空间。当发电机稳定发电时，电流表的示数为I，那么板间电离气体的电阻率为( )A. B. C. D. 5. 环型对撞机是研究高能粒子的重要装置。如图所示，正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是( ) A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小C对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越大D对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变二、填空题（共2小题，共30分）6.(15分)如图所示为一种质谱仪的示意图，从离子源S产生的正离子经过S1和S2之间的加速电场进入速度选择器， P1和P2间的电场强度为E，磁感应强度为B1，离子由S3射出后进入磁感应强度为B2的匀强磁场区域，由于各种离子轨迹半径R不同，而分别射到底片上不同的位置，形成谱线。 (1)若已知S1、S2间的加速电压为U以及B2和R，则离子的比荷= ；(2)若已知速度选择器中的电场强度为E和磁感应强度为B1，R和B2也知道，则离子的比荷= ；(3)要使氢的同位素氘和氚的正离子经加速电场和速度选择器后以相同的速度进入磁感应强度为B2的匀强磁场。(设进入加速电场时的速度为零)若保持速度选择器的E和B1不变，则加速电场S1、S2间的电压之比应为 ；它们的谱线位置到狭缝S3的距离之比为 。7(15分)一种测量血管中血流速度仪器的原理图如图所示，在动脉血管左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极并连接电压表，设血管直径是2.0mm，磁场的磁感应强度为0.080T，电压表测出的电压为0.10mV，则血流速度大小为 ms。(取两位有效数字)三、（本大题共2小题，共40分）8.（20分）如图所示为一种质谱仪的示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器组成磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。带电离子在辐向电场中运动时，受到的电场力大小处处相等，方向始终指向圆心O,有一个所带电荷量为q、质量为m的离子，从加速电场的A处由静止开始，经加速电场加速后，以一定的速度进入静电分析器并沿图中圆弧虚线运动，在P点离开静电分析器进入磁分析器，最终打在乳胶片上的Q点不计离子重力若已知加速电场的电势差为U，静电分析器通道的半径为R，圆心在O处求：(1)离子进入静电分析器时速度v的大小；(2)均匀辐向电场的场强E；(3)P、Q之间的距离L。9.(20分)某塑料球成型机工作时可以喷出速度v0=10ms的塑料小球，已知喷出的每个小球的质量m=1.010-4kg，并且在喷出时已带了q=1.010-4C的电荷量。如图所示，小球从喷口飞出后，先滑过长为d=1.5m的水平光滑的绝缘轨道，而后又滑过半径为R=0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道并从某处飞出。今在水平轨道上加上水平向右的场强大小为E的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出；若再在圆形轨道区