平行板中電場強度E和磁感應(yīng)強度B互相這種裝置能把具ppt課件

1、 (1)平行板中電場強度平行板中電場強度E和磁感應(yīng)強度和磁感應(yīng)強度B互互相相 。這種安裝能把具有一定速度的粒子選。這種安裝能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。擇出來，所以叫做速度選擇器。 圖圖8411速度選擇器速度選擇器(如圖如圖841所示所示)垂直垂直EqqvB (1)構(gòu)造：如圖構(gòu)造：如圖842所示，所示，D1、D2是半是半圓金屬盒，圓金屬盒，D形盒的縫隙處接高頻形盒的縫隙處接高頻 電源。電源。D形盒處于勻強磁場中。形盒處于勻強磁場中。 2盤旋加速器盤旋加速器(2)任務(wù)原理：任務(wù)原理：電場加速電場加速qUek。交流交流圖圖842相等相等 3磁流體發(fā)電機磁流體發(fā)電機 (1)磁流

2、體發(fā)電是一項新興技術(shù)，它可磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)，它可以把以把 直接轉(zhuǎn)化為直接轉(zhuǎn)化為 。 (2)根據(jù)左手定那么，如圖根據(jù)左手定那么，如圖843中的中的B是發(fā)電機是發(fā)電機 。圖圖843 (3)磁流體發(fā)電機兩極板間的間隔為磁流體發(fā)電機兩極板間的間隔為d，等離子體速，等離子體速度為度為v，磁場的磁感應(yīng)強度為，磁場的磁感應(yīng)強度為B，那么兩極板間能到達(dá)的，那么兩極板間能到達(dá)的最大電勢差最大電勢差U 。正極正極機械能機械能電能電能Bdv 4電磁流量計電磁流量計 如圖如圖844所示。所示。 (1)用途：電磁流量計是用來測定導(dǎo)電用途：電磁流量計是用來測定導(dǎo)電液體在導(dǎo)管中流動時流量的儀器。液體在導(dǎo)管中流動時流

3、量的儀器。 圖圖844 (2)原理：設(shè)導(dǎo)管的直徑為原理：設(shè)導(dǎo)管的直徑為d，用非磁性資料制成，用非磁性資料制成，磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B，a、b間電勢差為間電勢差為U，那么流量，那么流量QSv 。dU/4B 5質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀 (1)用途：質(zhì)譜儀是一種丈量帶電粒子質(zhì)用途：質(zhì)譜儀是一種丈量帶電粒子質(zhì)量和分別量和分別 的儀器。的儀器。圖圖845同位素同位素 在勻強磁場中放置一個矩形截面的在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)載流導(dǎo)體，當(dāng) 與電流方向垂直與電流方向垂直時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了方向上出現(xiàn)了 ，這個景象稱為霍，這個景象稱為霍 圖圖8

4、46爾效應(yīng)。所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差，其原理如圖爾效應(yīng)。所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差，其原理如圖846所示。所示。6霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)磁場方向磁場方向電勢差電勢差1盤旋加速器的最大動能盤旋加速器的最大動能2磁流體發(fā)電機、電磁流量計的共同特點磁流體發(fā)電機、電磁流量計的共同特點目前，世界上正在研討一種新型發(fā)電機叫目前，世界上正在研討一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，如圖磁流體發(fā)電機，如圖847表示它的原表示它的原理：將一束等離子體放射入磁場，在磁場理：將一束等離子體放射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就，這時金屬板上就 圖圖847會聚集電荷，產(chǎn)生電壓，以下說法正確的選項

5、是會聚集電荷，產(chǎn)生電壓，以下說法正確的選項是 ()AB板帶正電板帶正電BA板帶正電板帶正電C其他條件不變，只增大射入速度，其他條件不變，只增大射入速度，UAB增大增大D其他條件不變，只增大磁感應(yīng)強度，其他條件不變，只增大磁感應(yīng)強度，UAB增大增大答案：答案：ACD 命題分析命題分析本考點是高考的熱點，高考常結(jié)合電本考點是高考的熱點，高考常結(jié)合電場加速及磁場偏轉(zhuǎn)來調(diào)查綜合分析才干，以選擇題、計場加速及磁場偏轉(zhuǎn)來調(diào)查綜合分析才干，以選擇題、計算題呈現(xiàn)。算題呈現(xiàn)。 例例1(2019天津高考天津高考)對鈾對鈾235的進(jìn)一步的進(jìn)一步研討在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。研討在核能的開發(fā)和利用中具有重要意

6、義。如圖如圖848所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的的 圖圖848鈾鈾235離子，從容器離子，從容器A下方的小孔下方的小孔S1不斷飄入加速電場，其不斷飄入加速電場，其初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場方向進(jìn)入磁垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強度為感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，做半徑為的勻強磁場中，做半徑為R的勻速圓周運動，的勻速圓周運動，離子行進(jìn)半個圓周后分開磁場并被搜集，分開磁場時離子離子行進(jìn)半個圓周后分開磁場并被搜集，分開磁場時離子束的等效電流為束的等效電流為I。不思索離子重力及離子間的相互作用。不思索離子重力及離子間的相互作用。(1)求加速電場的

7、電壓求加速電場的電壓U；1(2021廣東高考廣東高考)如圖如圖849是質(zhì)譜儀的是質(zhì)譜儀的 任務(wù)原理表示圖。帶電粒子被加速電場任務(wù)原理表示圖。帶電粒子被加速電場 加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器 內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強 度分別為度分別為B和和E。平板。平板S上有可讓粒子通上有可讓粒子通 圖圖849 過的狹縫過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板。平板S下方下方有有 磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場。以下表述正確的選項是的勻強磁場。以下表述正確的選項是() 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練A質(zhì)譜儀是分

8、析同位素的重要工具質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能經(jīng)過狹縫能經(jīng)過狹縫P的帶電粒子的速率等于的帶電粒子的速率等于E/BD粒子打在膠片上的位置越接近狹縫粒子打在膠片上的位置越接近狹縫P，粒子的比荷越小，粒子的比荷越小答案：答案：ABC 命題分析命題分析本考點是高考熱點，高考常結(jié)合電本考點是高考熱點，高考常結(jié)合電場加速、磁場盤旋調(diào)查學(xué)生綜合分析及數(shù)學(xué)分析才干場加速、磁場盤旋調(diào)查學(xué)生綜合分析及數(shù)學(xué)分析才干。 例例2(2019天津高考天津高考)盤旋加速器在核科學(xué)、核盤旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛運用，有力地

9、技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛運用，有力地推進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的開展。推進(jìn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的開展。 (1)盤旋加速器的原理如圖盤旋加速器的原理如圖8410，D1和和D2是兩個中空的半徑為是兩個中空的半徑為 R 的半圓金屬盒，的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為它們接在電壓一定、頻率為 f 的交流電源上，的交流電源上，位于位于 D1圓心處的質(zhì)子源圓心處的質(zhì)子源 A 能不斷產(chǎn)生質(zhì)子能不斷產(chǎn)生質(zhì)子 圖圖8410(初速度可以忽略，重力不計初速度可以忽略，重力不計)，它們在兩盒之間被電場加速，它們在兩盒之間被電場加速，D1、D2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強度為置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場

10、中的勻強磁場中。假設(shè)質(zhì)子束從盤旋加速器輸出時的平均功率為。假設(shè)質(zhì)子束從盤旋加速器輸出時的平均功率為 P，求輸出，求輸出時質(zhì)子束的等效電流時質(zhì)子束的等效電流 I 與與 P、B、R、f 的關(guān)系式的關(guān)系式(忽略質(zhì)子在忽略質(zhì)子在電場中的運動時間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速電場中的運動時間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速)。 (2)試推理闡明：質(zhì)子在盤旋加速器中運動時，隨軌試推理闡明：質(zhì)子在盤旋加速器中運動時，隨軌道半徑道半徑 r 的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差的增大，同一盒中相鄰軌道的半徑之差 r 是增是增大、減小還是不變？大、減小還是不變？思想流程思想流程第一步：抓信息關(guān)鍵點第一步：抓信息關(guān)鍵點關(guān)鍵點關(guān)鍵點(1

11、)頻率為頻率為f的交流電源的交流電源(2)質(zhì)子束輸出平均功質(zhì)子束輸出平均功率率P信息獲取信息獲取P為單位時間從加速器射出的質(zhì)為單位時間從加速器射出的質(zhì)子的動能子的動能第三步：條理作答第三步：條理作答第二步：找解題突破口第二步：找解題突破口2.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺盤旋加速器，年勞倫斯制成了世界上第一臺盤旋加速器， 其原理如圖其原理如圖8411所示。這臺加速器由兩個銅所示。這臺加速器由兩個銅 質(zhì)質(zhì)D形盒形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，以下說法構(gòu)成，其間留有空隙，以下說法 正確的選項是正確的選項是 () 圖圖8411變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練A離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器離子由加速器的中心

12、附近進(jìn)入加速器B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C離子從磁場中獲得能量離子從磁場中獲得能量D離子從電場中獲得能量離子從電場中獲得能量解析：盤旋加速器的兩個解析：盤旋加速器的兩個D形盒間的空隙分布著周期性變化形盒間的空隙分布著周期性變化的電場，不斷地給離子加速使其獲得能量，的電場，不斷地給離子加速使其獲得能量，D正確；而正確；而D形盒形盒處分布有恒定不變的磁場，具有一定速度的帶電粒子在處分布有恒定不變的磁場，具有一定速度的帶電粒子在D形形盒內(nèi)遭到磁場的洛倫茲力提供的向心力而做圓周運動，洛倫盒內(nèi)遭到磁場的洛倫茲力提供的向心力而做圓周運動，洛倫茲力不做功故不能使離子獲得能量，

13、茲力不做功故不能使離子獲得能量，C錯；離子源在盤旋加錯；離子源在盤旋加速器的中心附近，速器的中心附近，A正確，正確，B錯誤。錯誤。答案：答案：AD 例如例如如圖如圖8412所示，盤旋加速所示，盤旋加速器器D形盒的半徑為形盒的半徑為R，所加磁場的磁感應(yīng)強，所加磁場的磁感應(yīng)強度為度為B，用來加速質(zhì)量為，用來加速質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)， 圖圖8412加速到最大能量加速到最大能量E后，由后，由A孔射出。那么以下說法正確的孔射出。那么以下說法正確的是是()糾錯藍(lán)本糾錯藍(lán)本對粒子加速器的幾點錯誤認(rèn)識對粒子加速器的幾點錯誤

14、認(rèn)識2知識運用方面知識運用方面 失誤探因失誤探因 1審題方面審題方面 (1)由于忽視相對論效應(yīng)而漏選由于忽視相對論效應(yīng)而漏選A項；項； (2)由于沒有留意質(zhì)子是從下半盒的質(zhì)子源出發(fā)的而錯選由于沒有留意質(zhì)子是從下半盒的質(zhì)子源出發(fā)的而錯選D。 名師點評名師點評隨堂穩(wěn)定提升隨堂穩(wěn)定提升1.如圖如圖8413是磁流體發(fā)電機的原理表示是磁流體發(fā)電機的原理表示 圖，金屬板圖，金屬板M、N正對著平行放置，且板正對著平行放置，且板 面垂直于紙面，在兩板之間接有電阻面垂直于紙面，在兩板之間接有電阻R。 在極板間有垂直于紙面向里的勻強磁場。在極板間有垂直于紙面向里的勻強磁場。 圖圖8413 當(dāng)?shù)入x子束當(dāng)?shù)入x子束(分

15、別帶有等量正、負(fù)電荷的離子束分別帶有等量正、負(fù)電荷的離子束)從左向從左向 右進(jìn)入極板時，以下說法中正確的選項是右進(jìn)入極板時，以下說法中正確的選項是()AN板的電勢高于板的電勢高于M板的電勢板的電勢BM板的電勢高于板的電勢高于N板的電勢板的電勢CR中有由中有由b向向a方向的電流方向的電流DR中有由中有由a向向b方向的電流方向的電流解析：根據(jù)左手定那么可知正電荷向上極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)電荷解析：根據(jù)左手定那么可知正電荷向上極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)電荷向下極板偏轉(zhuǎn)，那么向下極板偏轉(zhuǎn)，那么M板的電勢高于板的電勢高于N板的電勢，選項板的電勢，選項A錯誤，錯誤，B正確；正確；M板相當(dāng)于電源的正板，那么板相當(dāng)于電源的正板，那么

16、R中有由中有由a向向b方向的電流，選項方向的電流，選項C錯誤，錯誤，D正確。正確。答案：答案： BD2.如圖如圖8414所示，有一混合正離子束先所示，有一混合正離子束先 后經(jīng)過正交的電場、磁場區(qū)域后經(jīng)過正交的電場、磁場區(qū)域和勻強磁和勻強磁 場區(qū)域場區(qū)域，假設(shè)這束正離子流在區(qū)域，假設(shè)這束正離子流在區(qū)域中中 圖圖8414 不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后偏轉(zhuǎn)半徑后偏轉(zhuǎn)半徑r一樣，那么它們一定一樣，那么它們一定具具 有一樣的有一樣的()A速度速度B質(zhì)量質(zhì)量C電荷量電荷量 D比荷比荷答案：答案：AD3.如圖如圖8415所示，一塊通電金屬板放在磁場所示，一塊通電金屬板放在磁場 中，板面與磁場垂直，板內(nèi)

17、通有如下圖方向中，板面與磁場垂直，板內(nèi)通有如下圖方向 的電流，的電流，a、b是金屬板左、右邊緣上的兩點，是金屬板左、右邊緣上的兩點， 假設(shè)假設(shè)a、b兩點的電勢分別為兩點的電勢分別為a和和b，兩點的電，兩點的電 圖圖8415 勢相比有勢相比有 ()AabBabCab D無法確定無法確定解析：由左手定那么知，金屬板內(nèi)向下運動的自在電子解析：由左手定那么知，金屬板內(nèi)向下運動的自在電子必受向左的洛倫茲力作用，故最后金屬板的左側(cè)面聚集必受向左的洛倫茲力作用，故最后金屬板的左側(cè)面聚集自在電子，電勢低；右側(cè)面聚集正電荷，電勢高，即自在電子，電勢低；右側(cè)面聚集正電荷，電勢高，即a0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互

18、垂直的場強，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場的勻強磁場，照相底片，照相底片D與狹縫與狹縫S1、S2的連線平行且間隔為的連線平行且間隔為L，忽略，忽略重力的影響。重力的影響。圖圖8417(1)求從狹縫求從狹縫S2射出的離子速度射出的離子速度v0的大?。坏拇笮。?2)假設(shè)打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度假設(shè)打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方方向飛行的間隔為向飛行的間隔為x，求出，求出x與離子質(zhì)量與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式之間的關(guān)系式(用用E0、B0、E、q、m、L表示表示)。演練知能檢測演練知能檢

19、測見見“限時集訓(xùn)限時集訓(xùn)二十七二十七教師備選題庫教師備選題庫1.(2019惠州惠州4月模考月?？?質(zhì)譜儀的原理如圖質(zhì)譜儀的原理如圖1所所示。從粒子源示。從粒子源S出來時的粒子速度很小，出來時的粒子速度很小，可以看做初速度為零，粒子經(jīng)過電場加可以看做初速度為零，粒子經(jīng)過電場加速后進(jìn)入有界的垂直紙面向里的勻強磁速后進(jìn)入有界的垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，并沿著半圓周運動而到達(dá)照相底片上的場區(qū)域，并沿著半圓周運動而到達(dá)照相底片上的P點，測點，測得得P點到入口的間隔為點到入口的間隔為x，那么以下說法正確的選項是，那么以下說法正確的選項是()A僅加速電壓增大，其他量不變，那么僅加速電壓增大，其他量不變，那

20、么x增大增大B僅勻強磁場加強，其他量不變，那么僅勻強磁場加強，其他量不變，那么x增大增大C僅粒子的質(zhì)量增大，其他量不變，那么僅粒子的質(zhì)量增大，其他量不變，那么x增大增大D僅粒子的電荷量添加，其他量不變，那么僅粒子的電荷量添加，其他量不變，那么x增增大大圖圖1答案：答案：AC2.(2019長春四校聯(lián)考長春四校聯(lián)考)如圖如圖2所示為一種獲得高所示為一種獲得高 能粒子的安裝，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向能粒子的安裝，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向 外、大小可調(diào)理的均勻磁場，質(zhì)量為外、大小可調(diào)理的均勻磁場，質(zhì)量為m，電，電 荷量為荷量為q的粒子在環(huán)中做半徑為的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運的圓周運 圖圖2 動，動，A，B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為 零，每當(dāng)粒子順時針飛經(jīng)零，每當(dāng)粒子順時針飛經(jīng)A板時，板時，A板電