电磁场在实际中的应用.doc

文档介绍：- 8-4 电磁场在实际中的应用一、选择题 1 .设回旋加速器中的匀强磁场的磁感应强度为 B ,粒子的质量为m, 所带电荷量为 q, 刚进入磁场的速度为 v 0, 回旋加速器的最大半径为 R, 那么两极间所加的交变电压的周期 T 和该粒子的最大速度 v 分别为()= 2πm qB ,v 不超过 qBR m = πm qB ,v 不超过 qBR m = 2πm qB ,v 不超过 qBR 2m = πm qB ,v 不超过 qBR 2m [ 答案]A[ 解析] 粒子做匀圆周运动周期为 T= 2πm qB ,故电源周期须与粒子运动周期同步,粒子的最大速度由最大半径 R 决定。 2.(2012 · 北京西城抽样) 如图是磁流体发电机的原理示意图, 金属板 M、 N 正对着平行放置,且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻R 。在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。当等离子束( 分别带有等量正、负电荷的离子束) 从左向右进入极板时,下列说法中正确的是()A. N 板的电势高于 M 板的电势- 板的电势高于 N 板的电势 中有由 b向a 方向的电流 中有由 a向b 方向的电流[ 答案] BD [ 解析] 根据左手定则可以判断,当等离子束( 分别带有等量正、负电荷的离子束) 从左向右进入极板时, 正粒子向上偏转, 所以 M板的电势高于 N 板的电势, B 选项正确, A 选项错误;在电源外部电流从高电势流向低电势, R 中有由 a向 b 方向的电流, D 选项正确, C 选项错误。 3 .如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后, 进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 B和 E 。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片 A 1A 2。平板 S 下方有强度为 B 0 的匀强磁场。下列表述正确的是()A .质谱仪是分析同位素的重要工具 B .速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C .能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于 E/B D .粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P ,粒子的荷质比越小- [ 答案] ABC [ 解析] 本题考查质谱仪的工作原理, 意在考查考生分析带电粒子在电场、磁场中的受力和运动的能力。粒子先在电场中加速, 进入速度选择器做匀速直线运动, 最后进入磁场做匀速圆周运动。在速度选择器中受力平衡: Eq =qvB得v=E/B ,方向由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外, BC 正确。进入磁场后,洛伦兹力提供向心力, 由qvB 0= mv 2R 得,R= mv qB 0, 所以荷质比不同的粒子偏转半径不一样, 所以, A 正确, D 错。 4 .如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向下,由于磁场的作用,则() A .板左侧聚集较多电子,使 b 点电势高于 a点 B .板左侧聚集较多电子,使 a 点电势高于 b点 C .板右侧聚集较多电子,使 a 点电势高于 b点 D .板右侧聚集较多电子,使 b 点电势高于 a点[ 答案]C[ 解析] 铜板导电靠的是自由电子的定向移动,电流方向向下, 则电子相对磁场定向移动方向向上, 根据左手定则, 电子受洛伦兹力方向向右, 致使铜板右侧聚集较多电子, 左侧剩余较多正离子, 板中逐渐形成方向向右的水平电场, 直到定向移动的自由电子受到的洛伦兹力与水平电场力平衡为止, 所以由于磁场的作用, 整个铜板左侧电- 势高于右侧,即φ a>φ b。 5.(2012 · 福建福州质检) 如图所示,在平行线 MN 、 PQ 之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的磁场( 未画出), 磁场的磁感应强度从左到右逐渐增大。一带电微粒进入该区域时, 由于受到空气阻力作用, 恰好能沿水平直线 OO ′通过该区域。带电微粒所受的重力忽略不计,运动过程带电荷量不变。下列判断正确的是() A .微粒从左到右运动,磁场方向向里 B .微粒从左到右运动,磁场方向向外 C .微粒从右到左运动,磁场方向向里 D .微粒从右到左运动,磁场方向向外[ 答案]B[ 解析] 微粒恰好能沿水平直线 OO ′通过该区域,说明 qvB= qE ;微粒受到空气阻力作用,速度逐渐变小,故沿运动方向磁感应强度逐渐增大, 故微粒从左向右运动; 由右手定则可知, 磁场方向向外,选项 B 对。 6. 如图所示, 有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ, 如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转, 进入区域Ⅱ后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的() - A .动能 B .质量 C .电荷量 D .比荷[ 答案]D[ 解析] 设电场的场强为 E, 由于正离子在区域Ⅰ里不发生偏转, 则 Eq =B 1qv,得v= EB 1;