江蘇省建湖縣高三物理一輪復(fù)習(xí)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)(4)洛倫茲力與現(xiàn)代科技導(dǎo)學(xué)案(無答案)

江蘇省建湖縣高三物理一輪復(fù)習(xí)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)(4)洛倫茲力與現(xiàn)代科技導(dǎo)學(xué)案(無答案)PAGEPAGE2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（4）洛倫茲力與現(xiàn)代科技【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握各個(gè)儀器的構(gòu)造及工作原理。【課中學(xué)習(xí)】1．速度選擇器(1)平行板間電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相.這種裝置能把具有一定的粒子選擇出來,所以叫做速度選擇器．(2)粒子能夠通過選擇器的條件是qE＝qvB，即v＝eq\f(E,B).(3)速度選擇器只選擇速度(大小、方向)，而不選擇粒子的質(zhì)量和電荷量．(4)若射入的是正電荷，當(dāng)v′＞v＝E/B時(shí)，則qv′B＞qE，粒子向偏轉(zhuǎn)；當(dāng)v′＜v＝E/B時(shí)，qv′B＜qE，粒子向偏轉(zhuǎn)．2.磁流體發(fā)電機(jī)

(1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把能直接轉(zhuǎn)化為能．

(2)根據(jù)左手定則，如圖中的B板是發(fā)電機(jī)．

(3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為d，等離子體速度為v，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則兩極板間能達(dá)到的最大電勢差U＝____.電源電阻r=ρd/S，外電阻R中的電流可由閉合電路歐姆定律求出，即I=E/(R+r)=BdvS/(RS+ρd)．3．電磁流量計(jì)(1)如圖所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體流過導(dǎo)管．(2)原理：如圖所示，圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流動(dòng)，導(dǎo)電液體中的自由電荷（正、負(fù)離子），在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差，形成電場，當(dāng)自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定，即：qvB=qE=qU/D，所以v=，因此液體流量所以Q=vS=?！菊n后作業(yè)】1.如圖是質(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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度和勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)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下方有磁感應(yīng)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．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于eq\f(E,B)D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小2.如圖所示，兩平行、正對金屬板水平放置，使上面金屬板帶上一定量正電荷，下面金屬板帶上等量的負(fù)電荷，再在它們之間加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場和磁場的方向從兩金屬板左端中央射入后向上偏轉(zhuǎn)。若帶電粒子所受重力可忽略不計(jì)，仍按上述方式將帶電粒子射入兩板間，為使其向下偏轉(zhuǎn)，下列措施中可能可行的是()A．僅增大帶電粒子射入時(shí)的速度B．僅增大兩金屬板所帶的電荷量C．僅減小粒子所帶電荷量D．僅改變粒子的電性3.磁流體發(fā)電機(jī)可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，是一種低碳環(huán)保發(fā)電機(jī)，有著廣泛的發(fā)展前景．其發(fā)電原理示意圖如圖所示，將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，整體上呈電中性)噴射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場區(qū)域有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路，設(shè)氣流的速度為v，氣體的電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))為g.則()A．兩板間的電勢差為U＝BdvB．上板是電源的正極，下板是電源的負(fù)極C．流經(jīng)R的電流強(qiáng)度為I＝eq\f(Bdv,R)D．流經(jīng)R的電流強(qiáng)度為I＝eq\f(BdvS,gSR＋d)4.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置．其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻交流電源有兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時(shí)都得到加速，如圖所示．現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時(shí)的動(dòng)能，下列方法可行的是()

A．增大金屬盒的半徑B．減小狹縫間的距離C．增大高頻交流電壓D．減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度5.質(zhì)譜議的構(gòu)造原理如圖所示．從粒子源S出來時(shí)的粒子速度很小，可以看作初速為零，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(qiáng)磁場區(qū)域，并沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而達(dá)到照相底片上的P點(diǎn)，測得P點(diǎn)到入口的距離為x，則以下說法正確的是（）A．粒子一定帶正電B．粒子一定帶負(fù)電C．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越大D．x越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越小6.隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，大型化工廠已越來越多，環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重．為減少環(huán)境污染，技術(shù)人員在排污管末端安裝了如圖8－3－16所示的流量計(jì)．該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口．在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極．污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是()

A．若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B．若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢高C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D．所測的污水流量Q與U成正比7．利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢差UCD，下列說法中正確的是()A．電勢差UCD僅與材料有關(guān)B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD<0C．僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢差UCD變大D．在測定地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平8質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1；b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.今有一質(zhì)量為m、電荷量為e的正電子(不計(jì)重力)，由靜止經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器．粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．求：(1)粒子的速度v為多少？(2)速度選擇器的電壓U2為多少？(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為多大？9.如圖所示，回旋加速器D形盒的最