1、受場力的帶電粒子的實際應用、帶電粒子在電場、磁場中受力及運動特點的比擬特點電場? 磁場是否有力力的方向做功是否為零在單場中常見的運動模式、應用之一：質譜儀1. 如下圖，從離子源放出的離子初速可忽略. 經電壓為U的加速電場加速后， 垂直射入一 個有界的磁場磁感強度為 B,然后作勻速圓周運動，落在記錄它的照相底片 M上假設測出出入口的距離直徑為d，試求出離子的荷質比?2. 如圖為一種質譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成.假設靜電分析器通道的半徑為R,均勻輻向電場的場強為 E.磁分析器中有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B.問：1為了使位于A處電量為q、質量為m的離子，從靜止開始經

2、加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，加速電場的電壓U應為多大？2 離子由P點進入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點，該點距入射點 P多遠？假設有一群離子從靜止開始通過該質譜儀后落在同一點Q,那么該群離子有什么共同點？離子的重 力忽略不計二、應用之二：速度選擇器3如下圖，兩板間電勢差為 U，磁感應強度為 B, 束電子以初速 V沿中心線射入區間, 恰能做勻速直線運動，那么分析：1導出V與E和B間的關系。2 假設飛入其中的為正電子，仍會做勻速直線運動嗎？假設飛入其中的是其他帶電粒子呢？3假設把磁場或電場反向，會不會影響帶電粒子的運動？4假設把磁場和電場同時反向，會不會影響帶電粒子的運動5 假

3、設帶電粒子的速度過大，那么粒子往哪邊偏？6 假設帶電粒子剛好離開上極板的右上端，那么離開時帶電粒子的速度為多大？4. 如下圖，假設干不同的正離子以不同的速度垂直射入勻強電場和勻強磁場正交的區域里， 結果發現有此離子保持原來的運動方向，未發生偏轉，如果讓這些不偏轉的離子進入另一個勻強磁場中，發現這些離子又分成幾束，對這些進入后一磁場的離子，可得出的結論是: A它們的動能一定各不相同C. 它們的質量一定各不相同B它們的電量一定各不相同D它們的荷質比一定各不相同r+5. 電磁流量計廣泛應用于測量可導電液體如污水在管中的流量在單位時間內通過管內 橫截面的流體的體積，為了簡化，假設流量計是如下圖的橫截面

4、為長方形的一段管道， 其中空局部的長、寬、高分別為圖中的a、b、c,流量計的兩端與輸送流體的管道相連接圖中虛線圖中流量計的上、下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料，現于流量計所在處加磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面，當導電流體穩定地流經流量計時， 在管外將流量計上、下兩外表分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測得的電流值，流體的電阻率為 P，不計電流表的內阻，那么可求得流量為：A、I (bR+ p c/a) /BB、I (aR+ p b/a) /B二C、I (aR+p b/c) /BD、I ( R+ p bc/a) /B6.如下圖，厚度為H ,寬度為的的導體板放在垂直

5、于它的磁感應強度為B的均勻磁場中當電流通過導體板時，在導體板的上側面A和下側面A'之間會產生電勢差。這種現象稱為霍爾效應。實驗說明，當磁場不太強時，電勢差為U,電流I和B的關系為U=klB/d，式中的比例系數k稱為霍爾系數。霍爾效應可解釋如下：外部磁場的洛侖茲力使運動的電子聚集在導體板的一側，在導 體板的另一側會出現多余的正電荷， 從而形成橫向電場。 橫向電場對電子施加與洛侖茲力方 向相反的靜電力，當靜電力與洛侖茲力到達平衡時， 導體板上、下兩側間就會形成穩定的電V，電量為e,答復下勢差，設電流I是由電子的定向運動形成的，電子的平均定向速率為 列問題：1 到達穩定狀態時，導體板上側面A

6、的電勢下側面的電勢填高于、低于或等于2電子所受的洛侖茲力的大小為： 3 當導體板上、下側面之間的電勢差為U時，電子所受靜電力的大小為： 4 由靜電力和洛侖茲力平衡的條件，證明霍爾系數k=I/ne，其中n表示導體板單位體積中電子的個數。7.目前世界上正研究的一種新型發電機叫磁流體發電機，如圖所示表示它的發電原理: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電的粒子，而從整體來說呈中性沿圖中所示方向噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就聚集了電荷在磁極配置如圖中所示的情況下，下述說法正確的選項是A. A板帶正電B. 有電流從b經用電器流向aC. 金屬板A、B間的電場方向向下D

7、. 等離子體發生偏轉的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場力應用之三：盤旋加速器8如下圖是用來加速一群帶電粒子使它獲得很大動能的原理圖，其核心是兩個D型金屬扁盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接觸，以便在盒間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每穿過狹縫都得到加速， 兩盒放在勻強磁場中， 磁場方向垂直于盒底面， 離子源置于盒子圓心 附近，假設離子源射出的離子電量為q，質量為m，盒的半徑為R，其運動軌跡如下圖。1 盒內有無電場？為什么？2離子在盒內做何種運動？3離子的角速度多大？所加交流電的頻率應是多大？4離子離開加速器時速度為多大？最大動能是多大？5設兩D形盒間電場的電勢差為 U，其電場均勻，求加速到上

8、述能量所需的時間6 是否可將R變得非常之大，從而使離子獲得非常之大的動能？甲乙在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規律如圖乙所示，假設忽略帶電粒子在電場中的加速時間，那么以下 判斷中正確的選項是A .高頻電源的變化周期應該等于tn tn - 1B. 在 Ek-t 圖中應有 t4 t3=t 3 t2=t 2 tlC. 粒子加速次數越多，粒子獲得的最大動能一定越大D .不同粒子獲得的最大動能都相同E. 離子由加速器的中心附近進入加速器F. D形盒中的高頻電源電壓越大，粒子獲得的最大動能越大10. 05天津22分正電子發射計算機

9、斷層 PET是分子水平上的人體功能顯像的國際領 先技術，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。1 PET在心臟疾病診療中，需要將同位素氮13示蹤劑經過小型盤旋加速器進行加速。PET所用盤旋加速器示意如圖， 其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R,兩盒間距為d,在左側D形盒圓心處放有粒子源 S,勻強磁場的磁感應強度為 B，方向如下圖。質子質量 為m,電荷量為q。設質子從粒子源 S進入加速電場時的初速度不計，質子在加速器中運動 的總時間為t其中已略去了質子在加速電場中的運動時間，質子在電場中的加速次數與回旋半周的次數相同，加速質子時的電壓大小可視為不變。求此加速器所需的高頻電源頻率f和加速電壓U。2

10、試推證當R>>d時，質子在電場中加速的總時間相對于在D形盒中盤旋的時間可忽略不計質子在電場中運動時，不考慮磁場的影響色 X K xxf X高頻電灑附：通電導線在磁場中受力一一安培力的實際應用電磁炮，電磁泵11. 05北京20分以下圖是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖。兩根平行長直金屬導軌沿水 平方向固定，其間安放金屬滑塊即實驗用彈丸。滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸。電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊，再從另一導軌流回電源。滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發射。在發射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關系為B=kl

11、，比例常量k=2.5 X 106T/A。兩導軌內側間距 l=1.5cm，滑塊的質量 m=30g，滑塊沿導軌滑行 5m后獲得的發 射速度v=3.0km/s 此過程視為勻加速運動。1 求發射過程中電源提供的電流強度。2 假設電源輸出的能量有4%轉換為滑塊的動能，那么發射過程中電源的輸出功率和輸出電 壓各是多大？3假設此滑塊射出后隨即以速度 v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度12. 在原子反響堆中抽動液態金屬或在醫療器械中抽動血液等導電液體時，常使用電磁泵。某種電磁泵的結構如圖 6-1-6所示，把裝有液態鈉的矩形截面導管導管是環形的，圖中只畫出其中一局部水平放置于勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B,方向與導管垂直，讓電流I按如圖方向縱向穿過液態鈉且電流方向與B垂直。設導管截面高為 a，寬為b，導管有長為I的一局部置于磁場中，由于磁場對液態鈉的作用力使液態鈉獲得驅動力而不斷沿管子 向