[名校教学探究]浙江省诸暨市牌头中学高三物理复习《电磁场在实际中的应用》练习题B.doc

1、优质文档优质文档1如图是质谱仪的工作原理示意力。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 A1A2。平板 S 下方有强度为 B0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/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小2回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个 D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时

2、都能得到加速，两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是 （ ）A增大匀强电场间的加速电压B增大磁场的磁感应强度C减小狭缝间的距离D增大 D 形金属盒的半径3目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机如图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板 A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体的初速度为 v，两金属板的板长(沿初速度方向) 为 L，板间距离为 d，金属板的正对面积为 S，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为 R，电离气体充满两板间的空间当发电机稳

3、定发电时，电流表的示数为 I.那么板间电离气体的电阻率为 ( )A. ( R) B. ( R)SdBdvI SdBLvIC. ( R ) D. ( R)SLBdvI SLBLvI4利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数 n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为 b，厚为 d，并加有与侧面垂直的匀强磁场 B，当通以图示方向电流 I 时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为 U.已知自由电子的电荷量为 e，则下列判断正确的是 ( )A上表面电势高优质文档优质文档B下表面电势高C该导体单位体积内的自由电子数为IedbD该导体单位体积内的自由电子数为BIeUb5如图所示，表面粗

4、糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为 B 的匀强磁场中质量为 m、带电量为 Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是 ( )A滑块受到的摩擦力不变B滑块到达地面时的动能与 B 的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下DB 很大时，滑块可能静止于斜面上6医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极 a、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、b

5、 之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为 3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为 160V，磁感应强度的大小为 0.040T。则血流速度的近似值和电极 a、b 的正负为（ ）A1.3m/s ，a 正、b 负 B2.7m/s ， a 正、b 负C1.3m/s，a 负、b 正 D2.7m/s ， a 负、b 正答案 A。7如图所示，磁流体发电机的通道是一长为 L 的矩形管道，其中通过电阻率为 的等离子体，通道中左、右一对侧壁是导电的，其高为 h，相距为 a 而通道的上下壁是绝缘的，所加匀

6、强磁场的大小为 B，与通道的上下壁垂直.左、右一对导电壁用电阻值为 r 的电阻经导线相接，通道两端气流的压强差为 p，不计摩擦及粒子间的碰撞，求等离子体的速率是多少.8由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪原理图如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际航空站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质。反物质由反粒子组成，反粒子的质量与正粒子相同，带电量与正粒子相等但电性符号相反，例如反质子是 。假若使一束质子、反质子、 粒子、反 粒子组H1 成的射线，通过 进入匀强磁场 B2 而形成 4 条径迹，如图所示，O则反 粒子的径迹为（ ）A1 B2 C3 D4abN S血流测 电 势 差优质文档优质

7、文档答案：B 91932 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。（1）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；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间 t ；（3）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 Bm、f m，

8、试讨论粒子能获得的最大动能 E 。答案：（1） （2） （3）21:r2BRtUkmEfR【解析】 (1)设粒子第 1 次经过狭缝后的半径为 r1,速度为 v1qu= mv12qv1B=m vr解得 12mUBq同理，粒子第 2 次经过狭缝后的半径 214mUrBq则 21:r（2）设粒子到出口处被加速了 n 圈2nqUmvBRTqtn解得 2BtU优质文档优质文档（3）加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即 2qBfm当磁场感应强度为 Bm 时，加速电场的频率应为 2mBqf粒子的动能 21KEv当 时，粒子的最大动能由 Bm 决定Bmf2vqR解得2mkE当 时，粒子的最大动

9、能由 fm 决定Bf解得 2mvR2kER10如图所示，厚度为 h、宽度为 d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面 A 和下侧面 A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应.实验表明，当磁场不太强时，电势差 U、电流 I 和 B 的关系为 U=kIB/d，式中的比例系数 k 称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下外部磁场的作用使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流 I 是由电子的

10、定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为 v，电量为 e.回答下列问题:(1)达到稳定状态时，导体板上侧面 A 的电势_下侧面 A的电势(选填“高于” 、“低于”或“等于”).(2)电子所受的洛伦兹力的大小为_.(3)当导体板上下两侧之间的电势差为 U 时，电子所受静电力的大小为_.(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为 k=1/ne，其中 n 代表导体单位体积中电子的个数.11质谱仪可测定同位素的组成现有一束一价的钾 39 和钾 41 离子经电场加速后，沿着与磁场和边界均垂直的方向进入匀强磁场中，如图所示测试时规定加速电压大小为 U0，但在实验过程中加速电压有较小的波动，可能偏大或偏小 U.为使钾 39 和钾 41 打在照相优质文档优质文档底片上的区域不重叠，U 不得超过多少？ (不计离子的重力)优质文档优质文档附件 1：律师事务所反盗版维 权声明附件 2：独家资源交 换签约 学校名录（放大查看）学校名录 参见 ：http:/