磁場 磁場應(yīng)用

磁場磁場應(yīng)用第一頁，共十七頁，2022年，8月28日[例題1]如圖所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場E（方向豎直向上）和勻強(qiáng)磁場B（方向垂直于紙面向外）中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場,則（）A．增大電場強(qiáng)度E，減小磁感強(qiáng)度BB．減小加速電壓U，增大電場強(qiáng)度E9-4-2C．適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣D．適當(dāng)?shù)販p小電場強(qiáng)度E答案：CD第二頁，共十七頁，2022年，8月28日【變式訓(xùn)練1】如圖所示，在平行帶電金屬板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,質(zhì)子、氘核、氚核沿平行金屬板方向以相同動能射入兩板間，其中氘核沿直線運(yùn)動未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，質(zhì)子和氚核發(fā)生偏轉(zhuǎn)后射出，則（）A．偏向正極板的是質(zhì)子B．偏向正極板的是氚核C．射出時動能最大的是質(zhì)子D．射出時動能最小的是氚核答案：A第三頁，共十七頁，2022年，8月28日考點(diǎn)2.質(zhì)譜儀：⑴組成：離子源Ｏ，加速場Ｕ，速度選擇器（Ｅ、Ｂ），偏轉(zhuǎn)場Ｂ2，膠片.⑵原理：ａ.加速場中：ｂ.選擇器中：ｃ.偏轉(zhuǎn)場中：d.比荷：⑶作用：主要用于測量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素.

第四頁，共十七頁，2022年，8月28日[例題2]（09年廣東物理12）質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場。下列表述正確的是（）A．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C．能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小答案：ABC第五頁，共十七頁，2022年，8月28日【變式訓(xùn)練2】在甲圖中，帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后，從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場。該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn)．測得G、H間的距離為d，粒子的重力可忽略不計。1）試求該粒子的比荷為；2）若偏轉(zhuǎn)磁場的區(qū)域?yàn)閳A形，且與MN相切于G點(diǎn)，如圖乙所示，其它條件不變。要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場后不能打到MN邊界上（MN足夠長），求磁場區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。第六頁，共十七頁，2022年，8月28日考點(diǎn)3.電磁流量計如圖，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，原理：導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a,b間出現(xiàn)電勢差.當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定.

第七頁，共十七頁，2022年，8月28日[例題3]為了診斷病人的心臟功能和動脈中血液粘滯情況需測量血管中血液的流速和流量.如圖為電磁流量計的示意圖，將血管置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，測得血管兩側(cè)電壓為U，已知管的直徑為d，試求出血液在血管中的流速v為多少？流量Q（單位時間內(nèi)流過的體積）是多少？（重力不計）第八頁，共十七頁，2022年，8月28日【變式訓(xùn)練3】

（2009年寧夏卷16）醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度。電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示。由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場中運(yùn)動，電極a、b之間會有微小電勢差。在達(dá)到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看作是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零。在某次監(jiān)測中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢差為160μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()A．1.3m/s，a正、b負(fù)B．2.7m/s，a正、b負(fù)C．1.3m/s，a負(fù)、b正D．2.7m/s，a負(fù)、b正abNS血流測電勢差第九頁，共十七頁，2022年，8月28日考點(diǎn)4.磁流體發(fā)電機(jī)第十頁，共十七頁，2022年，8月28日[例題4].目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖所示表示了它的原理：將一束等離子體噴射入磁場，在場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓．如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長為L，板間距離為d，板平面的面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為R，電離氣體充滿兩板間的空間．當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時，電流表示數(shù)為I，那么板間電離氣體的電阻率為_____．第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日考點(diǎn)5.回旋加速器組成：兩個D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場用來對粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速．高能粒子是研究微觀物理的重要手段．要求：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期等于交變電源的變化周期．

第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日(1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周運(yùn)動過程中只處在磁場中而不受電場的干擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動‘(2)回旋加速器中所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動的頻率相等:(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式來計算，在粒子電量q、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定的情況下，回旋加速器的半徑R越大，粒子的能量就越大．第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日[例題5].回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖，下列說法正確的是（）A.粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動B.粒子由A0運(yùn)動到A1比粒子由A2運(yùn)動到A3所用時間少C.粒子的軌道半徑與它的速率成正比D.粒子的運(yùn)動周期和運(yùn)動速率成正比答案：AC第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日【變式訓(xùn)練5】環(huán)型對撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置．帶電粒子被電壓為U的電場加速后，注入對撞機(jī)的高真空環(huán)狀空腔內(nèi)，在勻強(qiáng)磁場中作半徑恒定的勻速圓周運(yùn)動．帶電粒子局限在環(huán)狀空腔內(nèi)運(yùn)動，粒子碰撞時發(fā)生核反應(yīng)．關(guān)于帶電粒子的比荷q/m、加速電壓U和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及粒子運(yùn)動的周期T的關(guān)系有如下判斷：①對于給定的U，q/m越大，則B應(yīng)越大；②對于給定的U，q/m越大，則B應(yīng)越小；③對于給定的帶電粒子，U越大，則T越?。虎軐τ诮o定的帶電粒子，不管U多大，T都不變，其中正確的是（）A．①③B．①④C．②③D．②④