磁场相关联系实际的问题

1、磁场相关联系实际的问题 1.磁电电流表。教材92 人教93页 2.电动机。教材93 3. 2.电动机。教材93 3.电子显像管。教材P100人教97页(北京2010年高三抽测理综)23. (18分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转 技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为0,半径为ro 0与屏幕之间的距离为乙。当不 加磁场时，电子束将通过0点打到屏幕的中心肱点。当磁场的磁感应强度为B时，电子束射到屏幕上的P点。电子的质量为m，电荷量为e。难度：0.26求电子打到屏幕时速度的大小。求P点与M点之间的距离xo若电压U和磁

2、场区的半径r保持不变，要使x增大，可以采取什么办法？23. (18 分)(1)由 eU = 1 mv2得22eU电子打到屏幕时速度的大小v=；m(2(2)电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C,半径为A。设电子在磁场中速度方向的0 r 0 r tan =八 V 2evB = m Rxtan0 =L2r e B2e Um 2e U m- (r e B(3)根据式可知，要保持电压U、r不变，为了增大X,可以采取以下措施(。)保持B不变，适当增大O与屏幕之间的距离L；(b)保持L不变，由式得_ 22eUm l2句 - reBreB当B _ _ , 口1时，x有最大值x = 8 r em一 1 2Um

3、当B ， 时，电子不可能打到屏幕上。r e 4.质谱仪。教材P101人教100页在甲图中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从G点垂直于MN 进入偏转磁场。该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场， 磁场的磁感应强度为B，带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点.测得G、H 间的距离为也粒子的重力可忽略不计。设粒子的电荷量为q，质量为m，试证明该粒子的比荷为：q _ * ；若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于G点，如图乙所示，其它条件不变。 要保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场后不能打到MN边界上(MN足够长)，求.磁场区域的半径应满足的条件

4、。I I=，加速电场 N偏转磁场甲M G N5.回旋加速器。教材P102人教101页2008年广东物理4. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图1 所示。这台加速器由两个铜质D形盒DD2构成，其间留有空隙。下列说法正确的是离子由加速器的中心附近进入加速器离子由加速器的边缘进入加速器离子从磁场中获得能量离子从电场中获得能量答案：AD(2009年江苏物理)14. (16分)1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋 加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R, 两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强 磁场与盒面垂直。A处粒

5、子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ,在加速器中 被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t ；实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bfm，试讨论粒子能获得的最大动能E知。6.磁流体发电机。教材P103人教98页例.磁流体发电机原理如图所示。等离子体高速从左向右喷射，两极板间有如图方向的 匀强磁场。该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少？r解析：由左手定则，正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。i+ + V

6、 所以上极板为正。正、负极板间会产生电场。当刚进入的正负离子 套爰素 受的洛伦兹力与电场力等值反向时，达到最大电压：U=Bdv。当外誓斗电路断开时，这也就是电动势E。当外电路接通时，极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负离子又将发生偏转。这时电动势仍是E=Bdv但路端电压将小于Bdv。-2004年天津理综25. (22分)磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的 长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为/、。、力，前后两个侧面是绝缘 体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R 相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产

7、生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。发电导 管内有电阻率为 的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无 而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为V0， 电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差Ap维持恒定，求：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大;（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。7.霍耳效应。教材P104人教103页（2010年北京理综）23. （18分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传

8、感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电 流/时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电 荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场，同时产生霍尔电势 差九。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，eh和uh达到稳定值，uh的大小与 I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式U = R g，其中比例系数R称为霍尔系数，H H dH永磁体（共个）仅与材料性质有关。永磁体（共个）图1图2图3（1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为l，请写出九和勾的关系式；若半导体材料是 电子导电

9、的，请判断图1中c、f哪端的电势高；（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为乃，电子的电荷量为e，请导出霍尔系 数Rh的表达式。（通过横截面积S的电流I = nevS，其中V是导电电子定向移动的平均速 率）；（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装 着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速 转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示。若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外，请你展开“智慧的翅膀”提 出另一个实例或设想。8.电磁电平。教材8.电磁电平。教材P107人教94页9.电磁炮。教材P1072007年海南理综15、据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为 长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在轨道的一端，通以电 流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速肘出。设两导轨之间的距离0.1