2022-2023年高考物理一轮复习 复合场和组合场的应用

\n\n复合场和组合场的应用\n\n\n速度选择器(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直．(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qvB＝qE,即v＝E/B(3)速度选择器只能选择粒子的速度,不能选择粒子的电性、电荷量、质量．(4)速度选择器具有单向性．\n质谱仪测定比荷、质量,鉴定同位素\n4．解题思路：(1)带电粒子在缝隙的电场中加速、交变电流的周期与磁场周期相等,每经过磁场一次,粒子加速一次．(2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大,周期不变,最大动能与D形盒的半径有关．回旋加速器\n重做课本98页3、4题看课本P100-P102页,完成100页3、4题\n1.如图为一种质谱仪.若静电分析器半径为R,电场强度为E,磁感应强度为B.一m、q的粒子从静止开始经加速电场加速后通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.正确的()A．极板M比极板N的电势高B．加速电场的电压U＝ERC．直径D．若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点,则该群粒子具有相同的比荷ADA．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D．加速电场方向需要做周期性的变化C\n\n2.回旋加速器如图,D形盒半径为R,磁感应强度为B,则：①最大速度随B、R、U的增大而增大②只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值③不需要改变任何量,这个装置也能用于加速α粒子④粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大⑤质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为⑥若只增大交流电压U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短⑦若B增大,交流电频率f必须适当增大才能正常工作⑧带电粒子每运动一周被加速两次⑨质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR动能达到最大的时间？\n4.质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动.A、B为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两极板间的电场中加速．每当粒子离开电场区域时,A板电势又降为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而在环形区域内绕行半径不变.下列关于环形加速器正确的是（ ）A．环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为B．.....之间的关系为C．A、B板之间的电压可以始终保持不变D．粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为B\n5．如图为探讨霍尔效应,取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体,给金属导体加与前后侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时,用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U.已知自由电子的电荷量为e.下列说法中正确的是()A．M板比N板电势高B．导体单位体积内自由电子数越多,电压表的示数越大CD\n6．如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧就会形成电势差UCD,下列说法中正确的是()A．电势差UCD仅与材料有关B．仅增大磁感应强度时,C、D两面的电势差变大C．若霍尔元件中定向移动的是自由电子,则电势差UCD>0D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平方向B\n4．解题思路：(1)带电粒子在缝隙的电场中加速、交变电流的周期与磁场周期相等,每经过磁场一次,粒子加速一次．(2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大,周期不变,最大动能与D形盒的半径有关．回旋加速器\n电磁流量计(1)流量(Q)的定义：单位时间流过导管某一截面的导电液体的体积．(2)公式：Q＝Sv；(3)一圆形导管直径为d,其中有可以导电的液体向右流动.导电液体中的正、负离子在洛伦兹力作用下发生偏转,使a、b间出现电势差,当自由电荷所受静电力和洛伦兹力平衡时,a、b间的电势差U达到最大,由(4)流量的表达式：(5)电势高低的判断：根据左手定则可得φa>φb.\n磁流体发电机(1)原理：等离子气体喷入磁场,正负离子在洛伦兹力的作用下发生偏转而聚集在A、B板上,产生电势差,它可以把离子的动能通过磁场转化为电能．(2)电源正、负极判断：左手定则(3)电源电动势U：设A、B平行金属板的面积为S,两极板间的距离为L,磁场磁感应强度为B,等离子气体的电阻率为ρ,喷入气体的速度为v,板外电阻为R.当正、负离子所受静电力和洛伦兹力平衡时,两极板间达到的最大电势差为U(即电源电动势),则qU/L＝qvB,即U＝BLv(4)电源内阻：r＝ρL/s(5)回路电流：I＝U/(R+r)\n1.定义：高为h,宽为d的金属导体置于匀强磁场B中,当电流通过金属导体时,在金属导体的上、下表面之间产生电势差,这种现象称为霍尔效应,此电压称为霍尔电压．2．电势高低的判断：如图,金属导体中的电流I向右时,根据左手定则可得,下表面A′的电势高．霍尔元件\n如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图．速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下,磁感应强度B1的方向垂直纸面向里,分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外．在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中,若m甲=m乙＜m丙=m丁,v甲＜v乙=v丙＜v丁,在不计重力的情况下,则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（　　）A．甲乙丙丁B．甲丁乙丙C．丙丁乙甲D．甲乙丁丙\n5.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在A、C板间.带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动.对于这种回旋加速器,下列说法正确的是()A．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D．加速电场方向需要做周期性的变化\n2.如果射入的等离子体速度为v,板间距离为d,磁感应强度为B,负载电阻为R.当发电机稳定时,电流表示数为I.(1)图中____板为电源的正极；(2)有电流从____经用电器流向___；(3)这个发电机的电动势为________；(4)此发电机的等效内阻是________.