磁场的综合应用
2022年《hb054 磁场的综合应用》优秀教案
第22题图2 第22题图1第22题图3第54节 磁场的综合应用年浙江卷〔4月选考〕22．〔10分〕【加试题】压力波测量仪可将待测压力波转换为电压信号，其原理如图1所示。
压力波p 〔t 〕进入弹性盒后，通过与铰链O 相连的“-|〞型轻杆L ，驱动杆端头A 处的微型霍尔片在磁场中沿x 轴方向做微小振动，其位移x 与压力p 成正比〔x=αp ，α>0〕。
霍尔片的放大图如图2所示，它由长×宽×厚=a ×b ×d 、单位体积内自由电子数为n 的N 型半导体制成。
磁场方向垂直于x 轴向上，磁感应强度大小为B =B 0〔1-β|x |〕，β>0。
无压力波输入时，霍尔片静止在x =0处，此时给霍尔片通以沿C 1C 2方向的电流I ，那么在侧面上D 1 、D 2两点间产生霍尔电压U 0。
〔1〕指出D 1 、D 2两点哪点电势高；〔2〕推导出U 0与I 、B 0之间的关系式〔提示：电流I 与自由电子定向移动速率v 之间关系为I=nevbd ，其中e 为电子电荷量〕；〔3〕弹性盒中输入压力波p 〔t 〕，霍尔片中通以相同电流，测得霍尔电压U H 随时间t 变化图像如图3。
忽略霍尔片在磁场中运动产生的电动势和阻尼，求压力波的振幅和频率。
〔结果用U 0、U 1、t 0、α及β表示〕答案：〔1〕D 1点电势高〔2〕电子受力平衡：evB 0=eE H得到〔3〕霍尔电压， 振幅：频率：年物理江苏卷9．如下图，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为 I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 B 与 I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为 I H ，与其前后外表相连的电压表测出的霍尔电压 U H 满足：，式中 k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离，电阻 R 远大于 R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，那么 A ．霍尔元件前外表的电势低于后外表 B ．假设电源的正负极对调，电压表将反偏 C ． I H 与 I 成正比D ．电压表的示数与 R L 消耗的电功率成正比R L【答案】CD【解析】通过霍尔元件的电流自上而下，电子运动自下而上，根据左手定那么，可知电子受到的洛伦兹力垂直纸面向里，后面聚集负电荷，前面聚集正电荷，前面电势高于后面电势，选项A错误；电源的正负极对调，磁场虽反向，而电子运动方向也反向，由左手定那么知电子受洛伦兹力方向不变，仍然有前面电势高于后面电势，选项B错误；当电子受力平衡时，∵，∴，又∵，∴，I H与I成正比，选项C正确；因为电阻R远大于R L，所以通过R L的电流可以认为是I，，而B=KI，I H=K' I，所以U H∝I2∝P，D项正确。
磁场原理及其在现代科技中的应用
磁场原理及其在现代科技中的应用磁场是物质中由运动电荷产生的一种物理现象。
通过磁场，可以实现力的传递和转化，这对于现代科技的发展起到了至关重要的作用。
磁场原理被广泛应用于各个领域，包括能源、电子技术、医学和交通等，为人类的生活和工作带来了巨大的便利与进步。
首先，磁场在能源领域中发挥着重要作用。
磁场和电场的相互作用可以实现电能和机械能的转换。
例如，发电机中的磁场原理通过旋转的电势能转化为机械能，在导线中产生电流，并最终转化为电能。
这一原理被广泛应用于发电厂和风力发电场等能源生产设施中。
此外，磁悬浮列车也是应用磁场原理的典型例子。
通过利用强大的磁场相互作用力，磁悬浮列车可以悬浮在轨道上并高速行驶，使得列车具备更高的速度和更低的摩擦阻力，提供了更为高效，环保的交通方式。
其次，磁场原理在电子技术中的应用广泛而重要。
电子设备中的许多关键部件，如电动机、变压器、磁存储器和传感器等，都依赖于磁场原理的作用。
例如，交流电动机通过磁场的旋转作用实现了电能到机械能的转换，广泛应用于家电、汽车和工业机械等领域。
变压器则利用电磁感应原理，在不同的线圈间传递电能，并实现电压的升降。
这种技术在电力传输和电子设备中起到了至关重要的作用。
此外，磁存储器作为计算机等电子设备的核心部件，通过磁场变化来存储和读取数据，实现了大容量、高速和可靠的数据存储。
传感器则通过测量磁场的变化来获取信息，广泛应用于工业自动化、航天航空和医疗器械等领域。
磁场原理在医学中也具有重要意义。
磁共振成像（MRI）技术是近年来广泛应用于医学检测和诊断的一项重要技术。
MRI通过产生强大的磁场和无线电波，使得人体内的原子核（如氢核）发生共振，并通过采集反馈信号来生成人体内部的影像。
这种非侵入性的成像技术在诊断肿瘤、脑血管疾病和骨骼疾病等方面具有独特的优势，成为医学领域的重要工具之一。
此外，磁场原理还被应用于磁疗。
磁疗通过利用磁场的生物效应，帮助人体提高免疫力，促进血液循环，缓解疼痛，并对一些慢性疾病的治疗起到积极的辅助作用。
磁场的应用及其原理图
磁场的应用及其原理图1. 介绍磁场是物理学中重要的概念，它在各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍磁场的应用，并附上一些相关的原理图。
2. 磁场的应用2.1. 磁铁•利用磁铁的吸引力和排斥力，可以制作各种各样的磁性设备和玩具。
•磁铁在电子设备中也有重要的应用，比如扬声器、电动机等。
2.2. 电磁铁•电磁铁是利用电流在导线中产生的磁场实现吸附或释放的装置。
•电磁铁广泛应用于电动机、继电器、电磁铁吸盘等设备中。
2.3. 磁共振成像（MRI）•MRI（Magnetic Resonance Imaging）是一种重要的医学影像技术。
•利用磁场对人体内部的水分子进行成像，可以用于诊断肿瘤、脑部病变等疾病。
2.4. 地磁导航•利用地球的磁场，可以进行导航和定位。
•地磁导航广泛应用于船舶、飞机、汽车等交通工具上。
2.5. 磁记录•磁记录是一种将数据以磁场形式存储的技术。
•磁带、磁盘等存储介质都是利用磁场进行数据的读写和存储。
3. 磁场的原理图3.1. 磁铁原理图○ N 极 S 极●3.2. 电磁铁原理图+┌─────┐┌──────────┐ │ │ ┌──────────┐──►│ ├──┬───┤ ├─────►│ │+ │ │ │ │ │ + │ ││ │ │ │ │ │ │└──────────┘ │ └─────┘ └──────────┘└─────┘3.3. MRI原理图《===========水分子============》┌────────────────────────────────────────││ │││ │└────┬────────────▲────────────────▲────────────┬────┘│ ││ ││ ││ │磁场方向磁场方向### 3.4. 地磁导航原理图┌─────────────┐ ││ ○ │ │ │ │ └───┬────┬───┘ │ │ N S ││ N S ┌───────┬ ┌─────┼────┼─────┬ ┌─────────┐ ──│├───│ │ │ │───│ │ │ │ │ │ │ ││ │ └───────┘ └─────┴────┴─────┘ └─────────┘地球磁场 ### 3.5. 磁记录原理图┌─────┬──────┬─────┐ │ 数据│ 0 │ 数据│ │ │ │ │ ├─────┼──────┼─────┤ │ │ ││ │ │ │ │ └─────┴──────┴─────┘ ## 4. 结论磁场是一种重要的物理现象，它在各个领域都有广泛的应用。
磁场在日常生活和科研中的应用场景
磁场在日常生活和科研中的应用场景磁场是我们日常生活和科学研究中经常遇到的物理概念，它不仅仅是一个抽象的理论概念，更是与我们息息相关的实际应用场景。
在日常生活中，我们可以看到磁场在电子设备中的应用，例如手机、电视、电脑等；在科研领域，磁场的应用更是广泛而深入。
本文将探讨磁场在日常生活和科研中的应用场景，并分析其原理和意义。
一、日常生活中的磁场应用场景1. 电子设备：手机、电视、电脑等电子设备都在使用磁场进行信息的储存和传输。
手机中的磁场传感器可以用于指南针、陀螺仪等功能，使得手机可以实现智能导航和姿态的感知。
电视和电脑中的磁场应用则主要体现在磁盘驱动器，通过磁场可以读写数据。
2. 医疗设备：核磁共振成像（MRI）是现代医学诊断中常用的技术之一，它利用强大的磁场和无线电波进行图像采集，能够对人体进行全方位的扫描，帮助医生诊断各种疾病。
3. 音响设备：耳机、音箱等音响设备中的扬声器就是利用磁场产生震动，使得电信号转化为声音信号。
同时，磁场也可以进行音频的录制和播放，因此磁带、磁盘等储存介质得以应用于录音和音乐的传播。
4. 运输工具：电动车、电动火车利用磁场原理进行驱动，减少了对传统燃料的依赖，达到了环保和节能的效果。
以上只是日常生活中一些常见的磁场应用场景，实际上磁场在各个领域都有广泛的应用，如太阳能回收、航天技术、磁力疗法等。
二、科研中的磁场应用场景1. 材料研究：利用磁场可以实现对材料性能的研究。
通过施加不同强度的磁场，研究者可以观察材料的磁性行为，进而推断材料的结构和特性。
这为新材料的开发和应用提供了理论基础。
2. 力学研究：磁场可以施加在物体上产生力和扭矩，从而研究物体的运动和变形。
例如，磁悬浮技术利用磁场来控制物体的悬浮和运动，实现了列车的高速运行和精确控制。
3. 等离子体研究：磁场在等离子体研究中起到了重要的作用。
等离子体是由高温高压下的电离气体组成，而磁场可以限制等离子体的运动和扩散，形成稳定的等离子体环境。
磁场的十大作用
磁场的十大作用磁场是一种物理现象，它可以对周围的物质产生影响，从而产生各种有趣的效应。
以下是磁场的十大作用：1. 使物体运动：当一个电流通过导线时，会在导线周围产生一个磁场。
如果在这个磁场中放置一个永久磁铁，那么永久磁铁就会受到力的作用而运动。
2. 产生感应电流：当一个导体通过一个变化的磁场时，会在导体中产生感应电流。
这种现象被称为电磁感应。
3. 保护地球：地球拥有自己的磁场，它可以阻止太阳风带来的带电粒子进入地球大气层。
这个过程被称为“磁屏蔽”。
4. 治疗人类：一些人相信，暴露于强磁场中可以治愈某些身体问题。
这种治疗方法被称为“磁力治疗”。
5. 制造电机：利用旋转的永久磁铁和线圈之间的相互作用来制造电机。
6. 可视化医学成像：MRI（核磁共振成像）是一种医学成像技术，它利用强磁场和无线电波来生成人体内部的图像。
7. 保护电子设备：许多电子设备都受到磁场的影响。
为了防止这种影响，我们可以使用屏蔽材料来保护这些设备。
8. 控制航空器：许多航空器都使用磁罗盘来确定方向。
这种罗盘利用地球的磁场来指示北方。
9. 制造扬声器：扬声器利用变化的电流来产生变化的磁场，从而使扬声器振动并发出声音。
10. 制造电子计算机：计算机中的硬盘驱动器利用磁性材料来存储数据。
当硬盘驱动器上的读写头通过磁性材料时，它可以读取或写入数据。
总之，磁场是一个非常有趣和有用的物理现象。
它在许多领域中都有着广泛的应用，包括医学、航空、电子等等。
随着科技不断进步，我们相信未来还会有更多新的应用出现。
磁场的应用
磁场的应用磁场是物理学中一个重要的概念，它在许多领域中都有广泛的应用。
本文将介绍磁场在电磁感应、电动机、磁共振成像、磁存储和磁导航等方面的应用。
一、电磁感应磁场的应用之一是在电磁感应中。
当一个导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会产生感应电动势。
这一原理被广泛应用于发电机、变压器等电力设备中。
发电机利用磁场和电流相互作用产生电能，而变压器则利用磁场的变化来改变电压。
二、电动机电动机是磁场应用的另一个重要领域。
电动机利用电流在磁场中受力的原理，将电能转化为机械能。
它广泛应用于工业生产、交通运输等领域。
不同类型的电动机，如直流电动机和交流电动机，都依赖于磁场的作用。
三、磁共振成像磁共振成像（MRI）是医学领域中一种重要的诊断工具。
它利用磁场对人体内部的水分子进行激发和检测，通过分析水分子的信号来生成图像。
MRI能够提供人体内部的详细结构信息，对早期疾病的诊断具有重要意义。
四、磁存储磁存储是计算机领域中广泛使用的一种数据存储技术。
磁盘驱动器、磁带等设备都是基于磁场的原理来进行数据的读写和存储。
磁存储具有容量大、速度快、价格低廉等优点，是目前计算机存储领域主流的技术。
五、磁导航磁导航是利用磁场来实现定位和导航的技术。
地磁导航利用地球的磁场进行导航定位，被广泛应用于航海、航空和汽车导航系统中。
磁导航相对于其他导航技术具有不受天气、地形等因素影响的优势。
磁场在电磁感应、电动机、磁共振成像、磁存储和磁导航等方面都有着重要的应用。
这些应用不仅提高了生产效率，改善了生活质量，还推动了科技的进步。
随着科学技术的不断发展，相信磁场的应用将会更加广泛和深入。
磁场在日常生活和科研中的应用场景
磁场在日常生活和科研中的应用场景磁场在日常生活和科研中有着广泛的应用。
从日常生活的电器和工具到科学研究中的高端技术设备，磁场的应用无处不在。
本文将就磁场在日常生活和科研中的应用场景进行介绍。
首先，让我们来看看磁场在日常生活中的应用。
磁力的应用几乎无所不在，它在电动机、发电机、扬声器、磁悬浮列车、电梯、洗衣机、微波炉等许多电器和工具中都有着重要的作用。
在电动机和发电机中，磁场是转化电能为机械能或者机械能为电能的重要工具。
电动机中，磁场通过与电荷的相互作用，使电动机产生动力，实现电能向机械能的转换；而在发电机中，通过电动机产生的机械能，通过磁场的作用将机械能转换为电能。
在扬声器中，电流在磁场中流动，产生振动，使扬声器发出声音。
而在磁悬浮列车和电梯中，磁场则通过斥力或引力的作用，实现列车或电梯的悬浮或者运行。
在洗衣机中，电机产生的转动动力通过磁场传动到洗衣机的桶上，从而完成衣物的洗涤；而在微波炉中，磁场通过对微波炉内的食物产生旋转热量，实现对食物的加热。
此外，磁场在科研领域中也有着广泛的应用。
在医学领域，MRI技术就是基于磁场的应用。
MRI是一种通过磁场和无线电波对人体进行成像的技术。
在MRI扫描过程中，人体会被放置在一个强大的磁场中，然后通过向人体发出无线电波并对其反射进行测量，从而获得人体内部的高清图像。
在材料科学领域，磁场也有着重要的应用。
例如，在磁性材料的研究中，磁场可以通过改变材料中的磁矩方向来研究材料的磁性能和磁场响应特性。
这些研究对于制备高性能的磁性材料以及磁存储器件具有重要意义。
在天文学领域，磁场也扮演着重要的角色。
地球的磁场对于我们的生活有着重要的影响，它能够阻挡来自太阳的宇宙射线。
对于太阳和其他天体中的磁场，科学家们也在进行连续的研究，以深入了解宇宙中的磁场结构和演化规律。
另外，磁场在能源、环境保护等领域也有着重要的应用。
例如，在能源领域，磁场可用于储能领域，研究者们通过控制磁场来实现对电池中材料的磁性之间的相互作用，以提高电池的储能效率。
电场与磁场的综合应用
电场与磁场的综合应用1．如图所示虚线所围的区域内(为真空环境),存在电场强度为E 的匀强电场和磁感强度为B 的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转.设重力可忽略,则在这区域中的E 和B 的方向可能是（ ） 2．如图所示，虚线间空间存在由匀强电场E 和匀强磁场B 组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球（电量为+q ，质量为m ）从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场（ ）3．如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时（ ）A ．可能做匀加速直线运动B ．一定做曲线运动C ．只有重力做功D ．电场力对小球一定做正功4．如图所示，虚线EF 的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E ，磁感应强度为B .一带电微粒自离EF 为h 的高处由静止下落，从B 点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D 点射出. 下列说法正确的是（ ） A ．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上B ．微粒做圆周运动的半径为gh B E2 C ．从B 点运动到D 点的过程中微粒的电势能先增大后减小D ．从B 点运动到D 点的过程中微粒的电势能和重力势能之 和在最低点C 最小5．如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿y 轴负方向的匀强电场；第四象限无电场和磁场。
现有一质量为m 、电荷量为q 的粒子以速度v 0从y 轴上的M 点沿x 轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经x 轴上的N 点和P 点最后又回到M 点，设OM=L,ON=2L.求：（1）带电粒子的电性，电场强度E 的大小； （2）带电粒子到达N 点时的速度大小和方向； （3）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；（4）粒子从M 点进入电场，经N 、P 点最后又回到M 点所用的时间。
磁场在生活中的应用及原理
磁场在生活中的应用及原理一、磁场的基本原理磁场是一种物理现象，它是由物体所带电流产生的。
当电荷运动时，会在周围产生磁场，磁场具有方向和强度。
磁场的方向是垂直于电流的方向，可以通过右手定则确定。
磁场的强度由磁通量密度来表示，单位是特斯拉(T)。
二、磁场在生活中的应用1. 电磁铁电磁铁是一种应用磁场原理的设备，它通常由绕线和铁芯组成。
绕线通电时，产生的磁场使铁芯具有磁性，从而可以吸引或释放物体。
电磁铁广泛应用于电梯、电磁闸、电磁离合器等设备中。
2. 声音放大器声音放大器中的扬声器使用了磁场原理。
扬声器的振动膜上绕有线圈，当电流通过线圈时，会在振动膜周围产生磁场。
磁场的变化与电流的变化相对应，从而使振动膜产生振动，进而产生声音。
3. 磁共振成像磁共振成像是一种常见的医学成像技术，它利用了磁场原理。
在磁共振成像中，患者被置于强磁场中，通过对其施加不同的脉冲磁场，可以得到人体内部的高分辨率图像，用于检查和诊断。
4. 磁性材料分离在工业领域，磁性材料分离也是一种磁场应用的方式。
通过利用磁场对磁性材料的吸引力，可以将混合物中的磁性材料分离出来。
这种方法广泛应用于矿石的提取、废弃物的处理等方面。
5. 电动机电动机是利用磁场的相互作用产生力矩，将电能转换为机械能的设备。
电动机的关键部分是由绕组和磁体组成的转子和定子。
当绕组通电时，由于电流在磁场中受力的作用，转子会受到扭矩而运动。
三、磁场的原理解析磁场的产生是由带电粒子运动产生的，粗略地可以理解为周围带电粒子相互作用所引起的力。
磁场的方向可以通过右手定则确定，即将右手握住电流方向的线，拇指所指的方向就是磁场方向。
磁场的强度由磁通量密度来表示。
磁通量密度是指通过垂直于磁场的单位面积的磁通量。
磁通量是磁场线穿过给定面积的总数，与磁场的强度成正比，与面积成反比。
磁场的作用有吸引和斥力。
当两个磁体相互靠近时，如果它们的磁场方向相同，它们会互相吸引；如果磁场方向相反，则会互相斥力。
磁场的应用与技术
磁场的应用与技术磁场是一种重要的物理现象，广泛应用于各个领域。
磁场的应用与技术在现代科学和工程中发挥着关键作用，不仅在电子设备、医学和环境保护等方面有着广泛应用，还在能源、通信和交通等领域中发挥着重要的作用。
本文将探索磁场的应用与技术在不同领域中的具体应用。
一、电子设备磁场在电子设备中有着重要的应用。
例如，磁记录技术广泛应用于磁带、硬盘等存储介质中。
通过调节磁场的方向和强度，可以将数据编码成磁性信号，并在设备中读取这些信号以实现数据存储和读取。
此外，磁场还可以用于电磁铁、电磁感应和变压器等电子元件的工作原理中。
通过应用电磁感应现象，我们可以制造发电机和变压器，实现能量的转换和传输。
二、医学磁场在医学中有广泛的应用。
磁共振成像（MRI）技术是一种利用磁场和无线电波产生详细的图像的医学成像技术。
通过在磁场中排列和激发原子核，可以获取人体组织的详细图像，用于诊断和治疗疾病。
此外，磁场还可以用于磁疗，通过施加磁场来促进人体的自愈能力。
磁疗被广泛应用于疼痛管理、创伤康复和健康促进等方面。
三、环境保护磁场在环境保护中也有着重要的应用。
例如，磁分离技术用于废水处理和固废处理中。
通过施加磁场，可以将污染物和固体杂质从废水或固废中分离出来，从而净化环境。
此外，磁性材料也被广泛应用于环境污染治理中。
例如，通过利用磁性吸附剂吸附污染物，然后利用磁场将其分离和回收，可以有效地解决水和土壤污染等问题。
四、能源磁场的应用在能源领域也扮演着重要的角色。
例如，磁流体发电机技术利用磁场和磁流体的相互作用来产生电能。
磁流体发电机可以利用地热能、风能等可再生能源，将其转换为电能。
此外，磁聚变技术是一种实现核聚变的方法之一，通过利用强磁场来控制离子运动，达到高温和高压条件，从而实现核聚变反应，释放巨大的能量。
五、通信磁场的应用在通信领域也有着重要的地位。
例如，磁电传感器和磁头被广泛应用于计算机硬盘和磁带驱动器中，用于读取和写入数据。
此外，磁传感器还被用于制作指南针、地震检测仪和磁条卡等设备。
磁场在日常生活和科研中的应用场景
磁场在日常生活和科研中的应用场景磁场是自然界中一种十分重要的物理现象，它的存在和作用贯穿了人类的日常生活和科研领域。
磁场的应用场景非常广泛，涉及到许多领域，比如电子设备、医疗器械、磁共振成像、地球科学和能源等。
本文将就磁场在这些方面的应用进行介绍。
磁场在电子设备中的应用是最为常见的。
如今，我们的日常生活几乎少不了与磁场有关的电子设备，比如电视、电脑、手机、音响等。
这些设备中往往都有磁性元件，比如电动机、扬声器、磁存储器件等，这些都离不开磁场的作用。
磁场在电磁感应、电磁波传输等方面也发挥着重要的作用。
磁场的控制和利用对于电子设备的设计和制造具有至关重要的意义。
磁场在医疗器械领域也有着广泛的应用。
其中最为典型的就是磁共振成像（MRI）技术。
MRI技术利用强大的磁场和无线电波来生成人体内部的影像，对于医学诊断和病理学研究具有重要的作用。
磁场还广泛应用于磁疗、神经科学领域、心脏起搏器等医疗器械的设计和研发中。
磁场在地球科学领域也有着重要的应用。
地球本身就是一个巨大的磁体，其磁场对地球大气层的形成、导航系统的运行以及生物的导航等都具有影响。
科研人员利用磁场的特性来研究地球的内部结构、地质构造和地球动力学，以及对地震、地磁暴等地质灾害的预测和研究。
在能源领域，磁场也有着重要的应用。
比如在发电机、变压器、电力传输等方面，都需要利用磁场的原理。
磁场对能源的传输、转换和储存都起着至关重要的作用。
而且，磁场也在能源开采中具有重要应用，比如磁测法在矿产勘探中的应用，磁悬浮技术的研究和应用等。
磁场在日常生活和科研中的应用场景非常广泛，涉及到了电子设备、医疗器械、磁共振成像、地球科学和能源等多个领域。
磁场的重要性不言而喻，可以说现代社会离开了磁场的应用，许多方面都将受到重大影响。
对磁场的深入研究和应用将会为人类社会带来更多的创新和发展。
磁场常见用途
磁场常见用途磁场作为一种物理现象，广泛应用于各个领域。
以下是磁场常见用途的一些例子：1. 电机和发电机：磁场用于驱动电动机和发电机。
通过利用电流在磁场中受力的特性，电机可以将电能转化为机械能，而发电机可以将机械能转化为电能。
比如在交流电机中，通过不断变换磁场方向来实现电动机的正常运转。
2. 变压器：变压器是利用磁场感应的原理来调节电压的设备。
当一个交变电流通过一个线圈时，产生的磁场会感应出另一个线圈中的电流，从而实现电压的变化。
变压器广泛应用于电力输送和电子设备中，能够将高电压变成适合使用的低电压。
3. 磁共振成像：磁共振成像（MRI）是一种医学影像技术，通过利用磁场对人体内部组织的影响来产生图像。
人体内的水分子在磁场的作用下发生共振，从而可以得到人体内部的详细结构信息。
MRI在诊断疾病、观察人体解剖结构和研究脑功能等方面有重要应用。
4. 磁卡和磁带：磁卡和磁带是利用磁场记录和读取信息的媒体。
通过在介质上磁化来记录二进制信息，再通过磁头读取磁场的变化来还原信息。
磁卡广泛应用于银行卡、信用卡、门禁卡等领域，而磁带则主要用于音频录音和数据存储。
5. 磁选：磁选是一种将矿石、废品等物质中的稀土磁性矿物分离的方法。
通过在磁场中对物质进行处理，磁性物质会受力被吸附并分离出来。
磁选广泛应用于矿山、冶金和环境清洁等领域，对资源的回收和再利用有着重要作用。
6. 磁存储：磁存储是指利用磁性材料记录和存储信息。
如硬盘和磁带等。
通过在磁性材料上磁化来存储信息，并通过磁头在磁场中读取信息。
磁存储技术在计算机和大容量存储设备中得到广泛应用，具有存储容量大、读写速度快等优点。
7. 电子罗盘：电子罗盘利用了磁场的特性来指示方向。
通过检测地球磁场的变化来确定罗盘的方向，可以在航海、飞行、探险等领域中用于导航和定位。
8. 扬声器：扬声器是利用磁场的力效应将电能转化为声能的设备。
在扬声器中，磁场与电流的相互作用使扬声器振动，产生声波。
磁场的十大作用
磁场的十大作用磁场是一种物理现象，它在我们的生活中扮演着非常重要的角色。
它不仅仅存在于物理实验室中，还在我们的日常生活中发挥着各种作用。
本文将介绍磁场的十大作用。
1. 指南针的指向：磁场可以使指南针指向地球的磁北极。
这一作用使得人们在航海、探险和户外活动中能够准确地判断方向。
2. 电动机的运转：磁场与电流相互作用，产生力矩，推动电动机的转子转动。
这一作用使得电动机成为现代工业中不可或缺的动力源。
3. 发电机的发电：与电动机类似，通过磁场与导体之间的相互作用，发电机可以将机械能转化为电能，为我们的生活提供了电力。
4. 磁记录：磁场可以用于磁记录，如磁带、硬盘等。
磁场的作用使得我们能够存储和读取大量的数据。
5. 医学成像：磁共振成像（MRI）利用磁场和无线电波来生成人体的内部图像，帮助医生诊断疾病。
这一非侵入性的成像技术在医学领域发挥着重要作用。
6. 磁力传感器：许多现代设备和技术，如手机、指纹识别、车辆导航等，都使用了磁力传感器。
磁场的作用使得这些设备能够感知和测量物体的位置和方向。
7. 磁悬浮列车：磁场可以用于磁悬浮列车的悬浮和推动。
磁悬浮列车通过磁场的作用，可以实现高速、平稳和低能耗的交通运输。
8. 磁疗：磁疗是一种传统的治疗方法，利用磁场对人体进行治疗。
磁场的作用可以促进血液循环、缓解疼痛和促进伤口愈合。
9. 磁性材料的制备：磁场可以用于制备磁性材料，如硬磁材料和软磁材料。
这些材料在电子、通信、能源和汽车等领域中有广泛的应用。
10. 太阳风的屏蔽：地球的磁场可以屏蔽来自太阳的带电粒子流，防止它们对地球和人类活动的影响。
这一作用使得地球成为宜居的行星。
总结起来，磁场的十大作用包括指南针的指向、电动机的运转、发电机的发电、磁记录、医学成像、磁力传感器、磁悬浮列车、磁疗、磁性材料的制备以及太阳风的屏蔽。
磁场的作用不仅仅局限于物理实验室，它们在我们的日常生活中发挥着重要的作用，促进了技术的发展和人类生活的进步。
磁场的综合应用
062.北京市海淀区二模反馈题 北京市海淀区二模反馈题19 北京市海淀区二模反馈题 19． 图是质谱仪工作原理的示意图 。 带电粒子 、 b ． 图是质谱仪工作原理的示意图。 带电粒子a 经电压U加速 加速（ 点初速度为零） 经电压 加速 （在 A点初速度为零） 后， 进入磁感应 点初速度为零 强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动 的匀强磁场做匀速圆周运动， 强度为 的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在 感光板S上的 上的x 感光板 上的 1 、 x2 处 。 图中半圆形的虚线分别表示 带电粒子a 所通过的路径， 带电粒子 、b所通过的路径，则 ( D ) 所通过的路径 A．若 a与b有相同的质量， 打在感光板上时 ， b的速 有相同的质量， ． 与 有相同的质量 打在感光板上时， 的速 度比a大 度比 大 B．若a与b有相同的质量，但a的电量比 的电量小 有相同的质量， 的电量比b的电量小 ． 与 有相同的质量 的电量比 C．若a与b有相同的电量， ． 与 有相同的电量， 有相同的电量 b v B a 的质量比b的质量大 但a的质量比 的质量大 的质量比 D．若a与b有相同的电量， U 有相同的电量， ． 与 有相同的电量 S x1 x2 x 的质量比b的质量小 但a的质量比 的质量小 的质量比 A
q 8U = 2 2 m Bd
MH
U
N G 偏转磁场
甲
相切于G点 （2）若偏转磁场的区域为圆形，且与 ）若偏转磁场的区域为圆形，且与MN相切于 点， 相切于 如图乙所示，其它条件不变。要保证上述粒子从G点垂 如图乙所示，其它条件不变。要保证上述粒子从 点垂 直于MN进入偏转磁场后不能打到 进入偏转磁场后不能打到MN边界上（MN足够 边界上（ 直于 进入偏转磁场后不能打到 边界上 足够 ），求磁场区域的半径应满足的条件 求磁场区域的半径应满足的条件。 长），求磁场区域的半径应满足的条件。 解:（1）粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为 （ ）粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v 1 有 ① qU = mv 2
磁场与电磁感应磁场与电磁感应的实际应用
磁场与电磁感应磁场与电磁感应的实际应用磁场与电磁感应的实际应用磁场和电磁感应是物理学中重要的概念，它们具有广泛的实际应用。
在本文中，我们将探讨磁场和电磁感应在各个领域的实际用途，并了解它们在现实生活中的重要性。
一、磁场的实际应用1. 磁医学磁场在医学中起着重要的作用。
例如，核磁共振成像（MRI）利用磁场生成详细的身体结构图像，从而帮助医生诊断疾病并制定治疗方案。
另外，磁疗也被用于治疗一些慢性疼痛和疾病。
2. 磁存储磁场还被广泛应用于计算机和其他电子设备的存储媒体中。
硬盘驱动器利用磁场来存储和读取数据，使我们能够存储大量的信息并轻松获取。
3. 磁悬浮交通工具磁悬浮技术利用磁场使车辆悬浮在轨道上，从而减少了摩擦和空气阻力，提高了速度和运行效率。
这种技术被广泛应用于高速列车和磁悬浮列车等交通工具中。
4. 磁力传感器磁力传感器是一种测量磁场强度和方向的装置。
它们在导航系统、电子指南针和地震测量等领域中发挥着关键作用。
二、电磁感应的实际应用1. 发电机和电动机电磁感应原理是发电机和电动机的基础。
发电机将机械能转化为电能，而电动机将电能转化为机械能。
这些装置在发电厂、家庭电器和工业设备中被广泛应用。
2. 变压器变压器利用电磁感应原理将交流电的电压调整到所需的电压水平。
它们被广泛用于电力输送和分配系统中，使得我们能够高效地传输电能。
3. 感应炉感应炉利用电磁感应产生高频交变电流，将电能转化为热能。
这种技术广泛用于金属加热、焊接和熔炼等工艺中。
4. 磁卡和磁条电磁感应被广泛用于制作磁卡和磁条。
我们的信用卡、身份证和银行卡等都使用了电磁感应技术，使得信息能够被快速读取和存储。
三、磁场与电磁感应的实际重要性磁场和电磁感应在现代科学和技术中扮演着重要的角色。
它们的实际应用不仅改变了我们的生活方式，而且推动了工业发展和科学研究的进步。
磁场的应用使我们能够进行更准确的医学诊断，存储和访问海量的信息以及提高交通运输的效率。
(完整版)磁场中的带电粒子综合应用
磁场中的带电粒子综合应用1．如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．P为屏上的一个小孔．PC与MN垂直．一群质量为m、带电荷量为－q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内．则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为( D )A. 2m v qBB. 2m v cosθqBC. 2m v(1－sinθ)qBD. 2m v(1－cosθ)qB2．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(13H)和α粒子(24He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有( B )A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大3．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．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忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（AC ）A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变4．物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的，这些可以移动的自由电荷又叫载流子。
生活中磁场的应用及原理
生活中磁场的应用及原理引言磁场是指物体周围存在的磁性力场，它在生活中有着广泛的应用。
本文将介绍磁场的基本原理以及其在生活中的应用情况。
磁场的基本原理磁场是由磁物质产生的一种物理现象。
磁物质中的微小磁性基本粒子以及其自旋运动形成了微观的磁性区域，也称为磁畴。
当磁物质中的磁畴排列有序时，就会形成一个宏观上可观测到的磁场。
磁场有两个重要的性质：磁场会对其他磁物质或电流产生力的作用，同时磁场也会受到外界的力的作用而发生变化。
这是磁场应用的基本原理。
磁场在生活中的应用1. 磁场在电动机中的应用电动机是利用磁场与电流相互作用而实现能量转换的装置。
电动机的基本构造包括定子和转子。
定子上有多组线圈，通电后产生磁场，而转子则用永磁体或电磁铁产生磁场。
当定子磁场与转子磁场相互作用时，就会产生力矩，驱动电机转动。
2. 磁场在扬声器中的应用扬声器是利用磁场的变化来产生声音的设备。
扬声器的基本原理是通过电流在电磁铁线圈中的通过来改变磁场的强度，使得连接在线圈上的薄膜振动，从而产生声音。
当音频信号经过放大后送入线圈时，线圈产生的磁场就会随之变化，进而驱动薄膜振动，产生声音。
3. 磁场在磁共振成像中的应用磁共振成像（MRI）是一种利用磁场和射频波来获取人体内部图像的无创检查技术。
MRI中利用大强度恒定磁场对人体组织产生磁化，然后通过加入射频脉冲改变磁场并进行检测。
磁共振成像不需要使用X射线，对人体无辐射，因此成为医学诊断中常用的技术手段。
4. 磁场在磁悬浮列车中的应用磁悬浮列车是一种利用磁场反作用力来实现悬浮并运行的交通工具。
磁悬浮列车基于磁场的排斥和吸引原理，在轨道上设置电磁铁，产生磁场。
列车上安装有磁体，当列车通过轨道时，磁铁产生的磁场会对磁体产生作用力，实现列车的悬浮和运行。
5. 磁场在磁卡和磁带中的应用磁卡和磁带是利用磁性材料来存储信息的介质。
在磁卡和磁带上，通过将磁性材料分成若干个小区域，每个小区域代表一个比特（0或1），通过改变磁区的磁化方向来表示信息。
磁场的十大作用
磁场的十大作用一、磁场的基本概念磁场是一种物理现象，指的是周围空间中存在磁力的区域。
它由磁铁、电流或磁体等产生，可以对物质产生各种作用。
磁场的作用是广泛而深远的，下面将介绍磁场的十大作用。
二、电磁感应磁场的一个重要作用是产生电磁感应。
当磁场发生变化时，会在周围产生感应电流。
这一现象是电磁感应定律的基础，也是电磁能量转换的重要途径。
1. 磁场感应电流当一个导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流。
这一现象被广泛应用于发电机、变压器等设备中，实现了能量的转换和传输。
2. 电磁感应定律电磁感应定律描述了磁场变化引起感应电动势的大小与方向的关系。
它为电磁感应现象提供了定量的描述，是电磁学的重要基础。
三、磁力对运动带电粒子的作用磁场对运动带电粒子产生力的作用是磁场的重要特性之一。
磁场通过洛伦兹力对带电粒子施加作用，影响其运动轨迹和速度。
1. 洛伦兹力洛伦兹力是描述磁场对带电粒子产生力的物理量。
它的大小与带电粒子的电荷量、速度以及磁场的强度和方向有关。
洛伦兹力在粒子加速器、磁共振成像等领域有着广泛的应用。
2. 磁场对粒子轨迹的影响磁场对带电粒子的轨迹有明显的影响。
在磁场中，带电粒子将沿着螺旋线运动，轨迹的半径与粒子的质量、电荷量、速度和磁场的强度有关。
这一特性被应用于粒子加速器、质谱仪等设备中。
四、磁场对物质的磁化作用磁场对物质的磁化作用是磁场的重要应用之一。
磁场可以使某些物质具有磁性，形成磁体。
1. 磁化过程磁化是指在磁场中，物质内部的微观磁矩发生定向排列的过程。
磁场对物质的磁矩施加力矩，使其发生定向排列，形成磁性。
2. 磁性材料磁性材料是指能够被磁场磁化的物质。
根据磁化后的磁性，可以将磁性材料分为铁磁性、顺磁性和抗磁性材料。
磁性材料在电磁设备、储存介质等方面有重要应用。
五、磁场对电流的作用磁场对电流的作用是磁场与电流相互作用的结果，也是电磁学的重要内容。
1. 安培力安培力是指磁场对电流产生的力。
磁场的应用领域
磁场的应用领域磁场作为一种物理力量，广泛存在于我们的生活和科学研究中。
它具有多种应用领域，包括电磁感应、磁共振成像、电动机等。
本文将从多个方面介绍磁场的应用领域，并着重阐述其在医学、能源和信息技术领域的重要性。
一、医学应用领域1. 磁共振成像磁共振成像（MRI）是一种非常重要的医学影像技术，它利用磁场的作用原理对人体进行成像诊断。
磁共振成像能够提供高分辨率的人体内部结构图像，并且不使用有害的辐射。
它在肿瘤诊断、脑部疾病和骨骼疾病等方面有着广泛的应用。
2. 医疗器械磁场在医疗器械中也发挥着重要作用。
例如：磁体治疗仪是利用磁场的生物效应进行治疗的设备，它能够改善血液循环，促进组织修复，缓解疾病症状。
同时，磁场还可以用于激活药物，使其更容易穿透生物障碍物，提高治疗效果。
3. 磁控靶向给药系统磁控靶向给药系统是一种将药物通过磁场引导到特定部位的技术，它能够提高药物的靶向性和溶解度，减少副作用。
这种系统在癌症治疗和局部化疗等方面具有很大的潜力，可以提高治疗效果。
二、能源应用领域1. 电动机电动机是利用磁场与电流之间的相互作用原理将电能转化为机械能的装置。
它广泛应用于工厂、家庭和交通工具等领域，如电动汽车、风力发电机、家用电器等。
电动机的应用不仅提高了能源利用效率，还减少了对环境的污染。
2. 超导磁体超导磁体是指在低温下能够导电时电阻为零的磁体。
它利用超导材料在强磁场下产生的特殊效应，用于电能输送、电磁感应和高能物理实验等领域。
超导磁体具有高效能、低能耗的特点，被广泛应用于核磁共振、粒子加速器等大型科学设备。
三、信息技术应用领域1. 磁存储器磁存储器是一种使用磁场来读写和存储数据的设备，如硬盘驱动器、磁带等。
磁存储器具有较大的容量和较长的寿命，在计算机和信息技术领域扮演着重要角色。
随着信息技术的快速发展，磁存储器的容量和速度也在不断提高。
2. 磁传感器磁传感器是一种利用磁场作用原理来感测和测量物理量的传感器。
磁场综合应用共21页文档
二、速度选择器
正交的匀强磁场和匀强电场组成“速度选择器”。
带电粒子（不计重力）必须以唯一确定的速度才能
匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发
生偏转。这个速度的大小可以由洛仑兹力和电场力
的平衡得出：qvB=Eq
v E
⑴这个结论与离子带何种电荷、电量B 多少都无关。
⑵若速度小于这一速度，电场力将大于洛仑兹力，带
R2 L2(RL)2 2
解得： R = 5L/4
电子在磁场中运动,洛仑兹力提供向心力,因此有:
v2 evB0 m R
R-L/2L R
L/2
解得：
B0
4 5L
2mU0 e
s
题目
⑶ 设电子偏离原来方向的角度为α
根据几何关系可知： tan L 4
RL/2 3
α= 37°
设电子打在荧光屏上离O′点的最大距离为d，则
试求能量均为E的α粒子打到感光
胶片上的范围Δx2
Q
x
S
P
解：（1）设α粒子以速度v进入磁场，打在胶片上的
位置距S的距离为x
由圆周运动
Байду номын сангаас
v2 qvB m
①
R
α粒子的动能 E 1 mv2
②
2
x=2R
③
由①②③式可得
x12
2m(EE)2
qB
2mE qB
由近似公式
Q
S 当 x1 时 ， 则 (1 x)n 1 nx
2
2m
U
07年佛山市教学质量检测8 8．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是
分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒
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C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一 个大小、方向合适的磁场B，使荧幕正中心重现亮点， 试问外加磁场的方向如何？ 垂直电场方向向外（垂直纸面向外） ②根据上述实验步骤,同学们正确推算出电子的荷质比 q U 2 2 与外加电场、磁场及其他相关量的关系为 m Bd 一位同学说，这表明电子的荷质比将由外加电压决定，
A′
A
06年广东东莞中学高考模拟试题8 8．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两极相连接的两个D形金属盒， 两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒 子在通过狭缝时都能得到加速．两D形金属盒处于垂 直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的 磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距 离为d，匀强电场间的加速电压为U，要增大带电粒子 （电荷量为q质量为m，不计重力）射出时的动能，则 d 下列方法中正确的是： ( C D ) A．增大匀强电场间的加速电压 R B．减小狭缝间的距离 B C．增大磁场的磁感应强度 D．增大D形金属盒的半径 解： R mv
2007年高考广东卷15(3) 15.(3)带电粒子的荷质比q/m是一个重要的物理量。某中 学物理兴趣小组设计了一个实验,探究电场和磁场对电 子运动轨迹的影响,以求得电子 荧屏 电极板 的荷质比,实验装置如图13所示。 M ①他们的主要实验步骤如下： d M 电子束 A．首先在两极板M1M2之间不 加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子 从两极板中央通过，在荧幕的正中心处观察到一个亮点； B．在M1M2两极板间加合适的电场：加极性如图13所 示的电压，并逐步调节增大，使荧幕上的亮点逐渐向荧 幕下方偏移，直到荧幕上恰好看不见亮点为止，记下此 时外加电压为U。请问本步骤目的是什么？ 解: 使电子刚好落在正极板的近荧光屏端边缘，利用 已知量表达q/m.
Q
x
S P
Δx2
题目
a
电子枪
M
b
B
B0 0 -B0
乙
第4页
O U0 d c 甲 s
O′
N
t
解: ⑴ 由动能定理得： eU0 = mv2/2 设时间t内有N个电子打在荧光屏上，则有 I=N e/t， 根据动量定理知：F t = Nmv-0 由上三式得： F I 2emU0 / e
⑵ 当磁感应强度为B0或－B0时（垂直于纸面向外为 正方向），电子刚好从b点或c点射出，设此时圆周的 半径为R，如图所示。根据几何关系有： L 2 2 2 R L (R ) 解得： R = 5L/4 2 电子在磁场中运动,洛仑兹力提供向心力,因此有:
qB
qBR v m
1 ( qBR )2 E k mv 2 2 2m
U
07年佛山市教学质量检测8 8．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是 分别与高频交流电两极相连接的两个D形金属盒，两盒 间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场(其频率为f ), 使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于 垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的 磁感应强度为B，D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离 为d，匀强电场间的加速电压为U。则下列说法中正确 的是：( C D ) B d A．增大匀强电场间的加速电压，被 加速粒子最终获得的动能将增大； R B.增大磁场的磁感应强度, 被加速粒 B 子最终获得的动能将增大； C.被加速粒子最终速度大小不超2πf R； U D.增大匀强电场间的加速电压, 被加速 粒子在加速器中运动的圈数将减少。
⑴ 若电视机工作中由于故障而导致偏转线圈中电流突 然消失（其它部分工作正常），在荧光屏中心形成亮 斑。设所有电子垂直打在荧光屏上之后，全部被荧光 屏吸收，且电子流形成的电流为I，求荧光屏所受平 均作用力F大小；（用I、U0、e、m表示） ⑵ 为使所有的电子都能从磁场的bc边射出，求偏转线 圈产生磁场的磁感应强度的最大值B0； ⑶ 荧光屏上亮线的最大长度是多少。（假设电子不会 打在荧光屏之外）
解：由左手定则，正离子向后表面集中，负离子向 前表面集中，前后表面形成电势差，前表面的电势 一定低于后表面的电势。
设液体中离子的带电量为q，污水的速度为v
∵ Bqv=qU/ b ∴ U= v Bb 电压表的示数与q无关，即与污水中离子浓度无关 流量 Q=V/t=LS/t=vS=vbc=cU/B
即Q与U成正比，与a、b无关
磁场的综合应用
磁场的综合应用
一、质谱仪
二、速度选择器 三、回旋加速器 06年广东东莞中学高考模拟试题8 07年佛山市教学质量检测8
07届广东省惠阳市综合测试卷三 2
2007年高考广东卷15(3) 江苏省如东高级中学07电粒子在复合场中的运动规律广泛应用于近代物理 的许多实验装置中，如质谱仪、回旋加速器、磁流体 发电机、电磁流量计等，因此，在复习中应将基础理 论知识融入实际应用之中，提高分析和解决实际问题 的能力。 一、质谱仪 以下的两种装置都可以用来测定带电粒子的荷质比. 也可以在已知电量的情况下测定粒子质量。 ⑴带电粒子质量m,电荷量q,由电压U加速后垂直进入磁 感应强度为B的匀强磁场,设轨道半径为r,则有： 1 U mv 2 2 qU mv M N qvB 2 r O q 2U B 2 2 可得 m B r
解：（1）设α粒子以速度v进入磁场，打在胶片上的 位置距S的距离为x v2 由圆周运动 qvB m ① R 1 α粒子的动能 E mv 2 ② 2 x=2R ③ 由①②③式可得
2 2m( E E ) 2 2mE x1 qB qB 由近似公式 Q
当x 1时，则 ( 1 x ) 1 nx
由于偏转磁场的方向随时间 变化，根据对称性可知，荧 光屏上的亮线最大长度为：
8 D 2d L s 3
α
O′
L U0 R R－L/2 α
题目
第2页
2007年高考江苏卷17 17、（15分）磁谱仪是测量能谱的重要仪器。磁谱 仪的工作原理如图所示，放射源S发出质量为m、电量 为q的α粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀 强磁场，被限束光栏Q限制在 2 的小角度内，α粒子经 磁场偏转后打到与限束光栏平行的感光片P上。（重 力影响不计） (1)若能量在E～E+ΔE（ΔE>0,且ΔE<<E）范围内的α 粒子均沿垂直于限束光栏的方向进入磁场.试求这些α 粒子打在胶片上的范围Δx1 (2)实际上，限束光栏有一定的 宽度, α粒子将在 2 角内进入磁场。 试求能量均为E的α粒子打到感光 胶片上的范围Δx2 Q x S P
07届广东省惠阳市综合测试卷三 2 2.为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的 排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材 料制成，长、宽、高分别为a、 b、 c，左右两端开口， 在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场， 在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口 从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电 压U．若用Q表示污水流量（单位时间内打出的污水体 积），下列说法中正确的是 （ B D ） A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B．前表面的电势一定低于后表面的电势， B 与哪种离子多无关 C．污水中离子浓度越高，电压表 b Q 的示数将越大 D．污水流量Q与U成正比，与a、 c a b无关 解见下页 前表面
v evB0 m R
解得：
4 2mU0 B0 5L e
2
L R R-L/2
L/2
s
题目
⑶ 设电子偏离原来方向的角度为α 根据几何关系可知： tan α= 37° 设电子打在荧光屏上离O′点的最大距离为d，则
L L 4 d s tan α s 2 2 3
L 4 R L/ 2 3
外加电压越大则电子的荷质比越大，你认为他的说法
正确吗？为什么？ 说法不正确，电子的荷质比是电子的固有参数.
江苏省如东高级中学07年2月期末试卷19 19．如图（甲）为电视机中显像管的原理示意图，电 子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子，这些电子再经加 速电场加速后，从O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁 场中，经过偏转磁场后打到荧光屏MN上，使荧光屏发 出荧光形成图像，不计逸出电子的初速度和重力。已 知电子的质量为m、电荷量为e，加速电场的电压为U0， 假设偏转线圈产生的磁场分布在边长为L的正方形区域 abcd内，磁场方向垂直纸面，且磁感应强度随时间的 变化规律如图（乙）所示。在每个周期内磁感应强度 都是从-B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与 O点重合，ab边与OO′平行，右边界bc与荧光屏之间的 距离为s。由于磁场区域较小，电子速度很大，通过磁 场时间t 远小于磁场变化周期T，不计电子之间的相互 作用。 第3页
⑵带电粒子质量m,电荷量q,以速度v穿过速度选 择器(电场强度E，磁感应强度B1),垂直进入磁感 应强度为B2的匀强磁场.设轨道半径为r,则有： qE=qvB1
mv qvB2 r q E 可得： m B B r 1 1
2
M N
E
B1
B2
二、速度选择器 正交的匀强磁场和匀强电场组成“速度选择器”。 带电粒子（不计重力）必须以唯一确定的速度才能 匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发 生偏转。这个速度的大小可以由洛仑兹力和电场力 E 的平衡得出：qvB=Eq v B ⑴这个结论与离子带何种电荷、电量多少都无关。
⑵若速度小于这一速度，电场力将大于洛仑兹力，带 电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增 大，洛仑兹力也将增大；若大于这一速度，将向洛仑 兹力方向偏转，电场力将做负功， B 动能将减小,洛仑兹力也将减小， v 粒子的轨迹既不是抛物线，也不 E 是圆，而是一条复杂曲线。
三、回旋加速器 利用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与 速度大小无关的特点，可以作成回旋加速器。
n
S
x P Δx 1
化简可得
2mE x1 E qBE