平行板中电场强度E和磁感应强度B互相这种装置能把课件.ppt
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1、 (1)平行板中电场强度平行板中电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B互互相相 。这种装置能把具有一定速度的粒子选。这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器。择出来,所以叫做速度选择器。 图图8411速度选择器速度选择器(如图如图841所示所示)垂直垂直EqqvB (1)构造:如图构造:如图842所示,所示,D1、D2是半是半圆金属盒,圆金属盒,D形盒的缝隙处接高频形盒的缝隙处接高频 电源。电源。D形盒处于匀强磁场中。形盒处于匀强磁场中。 2回旋加速器回旋加速器(2)工作原理:工作原理:电场加速电场加速qUek。交流交流图图842相等相等 3磁流体发电机磁流体发电机 (1)磁流
2、体发电是一项新兴技术,它可磁流体发电是一项新兴技术,它可以把以把 直接转化为直接转化为 。 (2)根据左手定则,如图根据左手定则,如图843中的中的B是发电机是发电机 。图图843 (3)磁流体发电机两极板间的距离为磁流体发电机两极板间的距离为d,等离子体速,等离子体速度为度为v,磁场的磁感应强度为,磁场的磁感应强度为B,则两极板间能达到的最,则两极板间能达到的最大电势差大电势差U 。正极正极机械能机械能电能电能Bdv 4电磁流量计电磁流量计 如图如图844所示。所示。 (1)用途:电磁流量计是用来测定导电用途:电磁流量计是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器。液体在导管中流动时流量的仪器
3、。 图图844 (2)原理:设导管的直径为原理:设导管的直径为d,用非磁性材料制成,用非磁性材料制成,磁感应强度为磁感应强度为B,a、b间电势差为间电势差为U,则流量,则流量QSv 。dU/4B 5质谱仪质谱仪 (1)用途:质谱仪是一种测量带电粒子质用途:质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离量和分离 的仪器。的仪器。图图845同位素同位素 在匀强磁场中放置一个矩形截面的在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当载流导体,当 与电流方向垂直与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了方向上出现了 ,这个现象称为霍,这个现象称为霍 图图846尔效应。
4、所产生的电势差称为霍尔电势差,其原理如图尔效应。所产生的电势差称为霍尔电势差,其原理如图846所示。所示。6霍尔效应霍尔效应磁场方向磁场方向电势差电势差1回旋加速器的最大动能回旋加速器的最大动能2磁流体发电机、电磁流量计的共同特点磁流体发电机、电磁流量计的共同特点目前,世界上正在研究一种新型发电机叫目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,如图磁流体发电机,如图847表示它的原表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场,在磁场理:将一束等离子体喷射入磁场,在磁场中有两块金属板中有两块金属板A、B,这时金属板上就,这时金属板上就 图图847会聚集电荷,产生电压,以下说法正确的是会聚集电荷,产
5、生电压,以下说法正确的是 ()AB板带正电板带正电BA板带正电板带正电C其他条件不变,只增大射入速度,其他条件不变,只增大射入速度,UAB增大增大D其他条件不变,只增大磁感应强度,其他条件不变,只增大磁感应强度,UAB增大增大答案:答案:ACD 命题分析命题分析本考点是高考的热点,高考常结合电本考点是高考的热点,高考常结合电场加速及磁场偏转来考查综合分析能力,以选择题、计场加速及磁场偏转来考查综合分析能力,以选择题、计算题呈现。算题呈现。 例例1(2019天津高考天津高考)对铀对铀235的进一步的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图如图848所
6、示,质量为所示,质量为m、电荷量为、电荷量为q的的 图图848铀铀235离子,从容器离子,从容器A下方的小孔下方的小孔S1不断飘入加速电场,其不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁垂直于磁场方向进入磁感应强度为感应强度为B的匀强磁场中,做半径为的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动,的匀速圆周运动,离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。不考虑离子重力及离子间的相互作用。(1)求加速电场的电压求加速电场的电压
7、U;1(2009广东高考广东高考)如图如图849是质谱仪的是质谱仪的 工作原理示意图。带电粒子被加速电场工作原理示意图。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内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强 度分别为度分别为B和和E。平板。平板S上有可让粒子通上有可让粒子通 图图849 过的狭缝过的狭缝P和记录粒子位置的胶片和记录粒子位置的胶片A1A2。平板。平板S下方下方有有 磁感应强度为磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是的匀强磁场。下列表述正确的是() 变式训练变式训练A质谱仪是分析同位素的重要工具质谱仪是分
8、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速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝能通过狭缝P的带电粒子的速率等于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粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小,粒子的比荷越小答案:答案:ABC 命题分析命题分析本考点是高考热点,高考常结合电本考点是高考热点,高考常结合电场加速、磁场回旋考查学生综合分析及数学分析能力场加速、磁场回旋考查学生综合分析及数学分析能力。 例例2(2019天津高考天津高考)回旋加速器在核科学、核回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地技术、核医学等高新技术领域得
9、到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展。推动了现代科学技术的发展。 (1)回旋加速器的原理如图回旋加速器的原理如图8410,D1和和D2是两个中空的半径为是两个中空的半径为 R 的半圆金属盒,的半圆金属盒,它们接在电压一定、频率为它们接在电压一定、频率为 f 的交流电源上,的交流电源上,位于位于 D1圆心处的质子源圆心处的质子源 A 能不断产生质子能不断产生质子 图图8410(初速度可以忽略,重力不计初速度可以忽略,重力不计),它们在两盒之间被电场加速,它们在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为置于与盒面垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场中的匀强磁场中。若质子束从回
10、旋加速器输出时的平均功率为。若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为 P,求输出时,求输出时质子束的等效电流质子束的等效电流 I 与与 P、B、R、f 的关系式的关系式(忽略质子在电忽略质子在电场中的运动时间,其最大速度远小于光速场中的运动时间,其最大速度远小于光速)。 (2)试推理说明:质子在回旋加速器中运动时,随轨试推理说明:质子在回旋加速器中运动时,随轨道半径道半径 r 的增大,同一盒中相邻轨道的半径之差的增大,同一盒中相邻轨道的半径之差 r 是增是增大、减小还是不变?大、减小还是不变?思维流程思维流程第一步:抓信息关键点第一步:抓信息关键点关键点关键点(1)频率为频率为f的交流电源的交流
11、电源(2)质子束输出平均功质子束输出平均功率率P信息获取信息获取P为单位时间从加速器射出的质为单位时间从加速器射出的质子的动能子的动能第三步:条理作答第三步:条理作答第二步:找解题突破口第二步:找解题突破口2.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器, 其原理如图其原理如图8411所示。这台加速器由两个铜所示。这台加速器由两个铜 质质D形盒形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法构成,其间留有空隙,下列说法 正确的是正确的是 () 图图8411变式训练变式训练A离子由加速器的中心附近进入加速器离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加
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