常见的电磁仪器

学案16：常见的电磁仪器

班级 姓名

一、速度选择器:

【例1】如图是粒子速度选择器的原理示意图，如果粒子的速率为v ＝B

，那么【 】 A ．带正电粒子必须沿ab 方向从左侧进入场区，才能沿直线通过

B ．带负电粒子必须沿ba 方向从右侧进入场区，才能沿直线通过

C ．不论粒子电性如何，沿ab 方向从左侧进入场区，都能沿直线通过

D ．不论粒子电性如何，沿ba 方向从右侧进入场区，都能沿直线通过

【例2】如图所示，一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，有些未发生任何偏转。如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入另一磁场的离子，可得出结论【 】

A ．它们的动能一定各不相同

B ．它们的电荷量一定各不相同

C ．它们的质量一定各不相同

D ．它们的电荷量与质量之比一定各不相同

【例3】如图所示，光滑绝缘轨道ABP 竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里．一带电小球从轨道上的A 点由静止滑下，经P 点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动．

则可判定【 】

A ．小球带负电

B ．小球带正电

C ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏

D ．若小球从B 点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏

荷质比【例4】如图有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的

【 】

A ．速度

B ．质量

C ．电荷

D ．比荷

【例5】质谱仪是用来测定带电粒子的质量和分析同位素的装置，如图所示，电容器两极板相距为d ，两板间的电压为U ，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B 1，一束电荷量相同的带正电的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B 2的匀强磁场，结果分别打在感光片上的a 、b 两点，设a 、b 两点之间的距离为x ，粒子所带电荷量为q ，如不计重力．求：

（1）粒子进入匀强磁场B 2时的速度v 为多少？

（2）打在a 、b 两点的粒子的质量之差Δm 为多少？

【例6】如下图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S 1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S 2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E 的偏转电场，最后打在照相底片D 上．已知同位素离子的电荷量为q (q >0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E 0的匀强电场和磁感应强度大小为B 0的匀强磁场，照相底片D 与狭缝S 1、S 2的连线平行且距离为L ，忽略重力的影响．（答案用E 0、B 0、E 、q 、m 、L 表示）

（1）求从狭缝S 2射出的离子速度v 0的大小；

（2）若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v 0方向飞行的距离为x ，求出x 与离子质量m 之间的关系式．

将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的

粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中

有两块金属板A 、B ，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如

图中所示的情况下，下述说法正确的是【 】

A ．A 板带正电

B ．有电流从b 经用电器流向a

C ．金属板A 、B 间的电场方向向下

D ．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力

【例8】如图所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD 与另一回路的一段导线GH 平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等

离子体射入两金属板之间时，CD 段导线受到力F 的作用．则【 】

A ．若等离子体从右方射入，F 向左

B ．若等离子体从右方射入，F 向右

C ．若等离子体从左方射入，F 向左

D ．若等离子体从左方射入，F 向右

【例9】如图是磁流体发电机原理示意图．设平行金属板间距为d ，发电通道长为a 、宽为b ，其间有匀强磁场，磁感应强度为B ，导电流体的流速为v ，电阻率为 ，负载电阻为R ，导电流体从一侧沿垂直磁场且与极板平行方向射入极板间，求：

（1）该发电机产生的电动势；（2）负载R 上的电流I ；

四、电磁流量计：

计由一对电极a 和b 以及一对磁极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，如上图所示．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 之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，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，两触点间的距离为3.0 mm ，血管壁的厚度可忽略，

两触点间的电势差为160 μV ，磁感应强度的大小为0.040 T ．则

血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为【 】

A ．1.3 m/s ，a 正、b 负

B ．2.7 m/s ，a 正、b 负

C ．1.3 m/s ，a 负、b 正

D ．2.7 m/s ，a 负、b 正

【例11】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【 】