电磁场的应用

电磁场的应用

电磁场的应用

1．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图3－3－12所示．已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始且沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点为最低点，不计重力，以下说法错误的是( )

A．离子必带正电荷

B．A点和B点位于同一高度 C．离子在C点时速度最大

D．离子到B点后，将沿曲线返回A点

2．如图3－3－13所示，一个带正电的摆球，在水平匀强磁场中摆动，摆动平面与磁场垂直，当摆球分别从左侧和右侧运动到最低位置时，具有相同的物理量是( )

A．摆球受到的磁场力

B．悬线对摆球的拉力 C．摆球的动量

D．摆球的动能

3．(双选)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图3－3－14所示，离子源S产生的各种不同的正离子束，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(初速度可看做为零)，到达记录它的照相底片P上．设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断( )

A．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大

B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小

C．只要x相同，则离子质量一定相同

D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同

4．(双选)磁流体发电是一项新兴技术．它可以把气体的内能直接转化为电能．如图3－3－15所示的是它的示意图．平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为

B.将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)垂直于 B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A、B两板间距为d，稳定时下列说法正确的是

( )

A．图中A板是电源的正极

B．图中B板是电源的正极

C．电源的电动势为Bvd

D．电源的电动势为Bvq

5．如图3－3－16所示，一束质量、速度和电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，未发生任何偏转．如果让这一些不发生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，对这些进入后一磁场的离子，可得出( )

A．它们的动能一定各不相同

B．它们的电量一定各不相同

C．它们的质量一定各不相同

D．它们的电量与质量之比一定各不相同

6．(双选)某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图3－3－17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，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可测出污水流量Q(单位时间内流出的污水体积)．则下列说法正确的是( )

A．后表面的电势一定高于前表面的电势 B．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零

C．流量Q越大，两个电极间的电压U越大

D．污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大

7．(双选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是两个分别与高频交流电极相连接的D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直盒底面的匀强磁场中，如图3－6所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列做法中正确的是( )

A．增大磁场的磁感应强度 B．增大匀强电场间的加速电压

C．增大D形金属盒的半径

D．减小狭缝间的距离

8．(双选)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图3－7所示，

则下列相关说法中正确的是( )

A．该束带电粒子带负电

B．速度选择器的P1极板带正电

9.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极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，如图8所示。由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动，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

10.利用如图10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n，现测得一块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( )

I①上表面电势高②下表面电势高③该导体单位体积内的自由电子数为④该导edb

体单位体积内的自由电子数为

A．①③

B．②④

C．②③

D．①④

11．(双选)环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图9所示正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。(两种带电粒子将被局限在环状

空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是( )

qA．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷B越大

m

C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小

D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变

12.如图2是示波管的工作原理图：电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L 和d，y为电子离开偏转电场时发生的偏转距离。取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度，即y该比值越大则灵敏度越高)，则下列哪种方法可以提高示波管的灵敏度 U2

BI eUb A．增大U1

B．增大U2

C．减小L

D．减小d

13.有一带电荷量为＋q、重为G的小球，从竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图1所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时

( )

A．一定做曲线运动

B．不可能做曲线运动

C．有可能做匀速运动

D．有可能做匀加速直线运动

14．如图3所示，一束正离子从S点沿水平方向射出，在没有偏转电场、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中，则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及其之间相互作用力)( )

A．E向下，B向上