洛倫茲力的應用

2022-12-06 23:21:07 字數 2741 閱讀 4594

補充題:洛倫磁力的實際應用

一、速度選擇器

1、如圖所示,從s處發出的電子經加速電壓u加速後垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中,發現電子流向上極板偏轉。設兩極板間電場強度為e,磁感應強度為b。如果要使電子沿直線從電場和磁場區域通過,只採取了以下措施,則其中可行的是( )a.適當減小電場強度e b.適當減小磁感應強度b

c.適當增大加速電場的寬度 d.適當減小加速電壓u

二、質譜儀

2、如圖,有a、b、c、d四個帶等量的同種電荷,質量滿足ma=mb<mc=md的離子,以不等的速度va<vb=vc<vd進入速度選擇器後有兩種離子從速度選擇器中射出,進入b2磁場,由此可判定( )

a.射向p1的是a離子 b.射向p2的是b離子

c.射到a1的是c離子 d.射到a2的是d離子

三、迴旋加速器

3、迴旋加速器裝置,其核心部分是分別與高頻交流電極相連線的兩個d形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的週期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩d形金屬盒處於垂直於盒底的勻強磁場中,如圖所示,要增大帶電粒子射出時的動能,則下列說法中正確的是( )

a.增大磁場的磁感應強度 b.增大勻強電場間的加速電壓

c.增大d形金屬盒的半徑 d.減小狹縫間的距離

4、如圖所示,帶電粒子進入勻強磁場,垂直穿過均勻鋁板,如果r1=20cm,r2=19cm,求帶電粒子能穿過鋁板多少次。(設鋁板對粒子的阻力恆定,粒子的電量不變)

四、磁流體發電機

5、如圖是磁流體發電機,其原理是:等離子氣體噴入磁場,正、負離子在洛侖茲力作用下發生上、下偏轉而聚集到a、b板上,產生電勢差.設a、b平行金屬板的面積為 s,相距 l,等離子氣體的電阻率為ρ,噴入氣體速度為v,板間磁場的磁感強度為b,板外電阻為r,當等離子氣體勻速通過ab板間時,a、b板上聚集的電荷最多,板間電勢差最大,即為電源電動勢.電動勢 er中電流i

五、電磁流量計(q即流量為單位時間內流過液體的體積)

6、電磁流量計原理可解釋為:如圖所示,一圓形導管直徑為d,用非磁性材料製成,其中有可以導電的液體向左流動.導電液體中的自由電荷(正、負離子)在洛侖茲力作用下橫向偏轉,a、b間出現電勢差.當自由電荷所受電場力和洛侖茲力平衡時,a、b間的電勢差就保持穩定.流量q

7、為了測量某化工廠的汙水排放量,技術人員在該廠的排汙管末端安裝了如圖所示的流量計,該裝置由絕緣材料製成,長、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開口,在垂直於上下底面方向加磁感應強度為b的勻強磁場,在前後兩個內側固定有金屬板作為電極,汙水充滿管口從左向右流經該裝置時,電壓表將顯示兩個電極間的電壓u.若用q表示汙水流量(單位時間內排出的汙水體積),下列說法中正確的是( )

a.若汙水中正離子較多,則前表面比後表面電勢高

b.前表面的電勢一定低於後表面的電勢,與哪種離子多無關

c.汙水中離子濃度越高,電壓表的示數將越大

d.汙水流量q與u成正比,與a、b無關

六、綜合題

8.(2010·常州模擬)環形對撞機是研究高能粒子的重要裝置,

如圖4所示,正、負離子由靜止經過電壓為u的直線加速器

加速後,沿圓環切線方向注入對撞機的真空環狀空腔內,

空腔內存在著與圓環平面垂直的勻強磁場,磁感應強度大小

為b.兩種帶電粒子將被侷限在環狀空腔內,沿相反方向做半

徑相等的勻速圓周運動,從而在碰撞區迎面相撞.為維持帶

電粒子在環狀空腔中的勻速圓周運動,下列說法正確的是

a.對於給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應強度b越大

b.對於給定的加速電壓,帶電粒子的比荷越大,磁感應強度b越小

c.對於給定的帶電粒子,加速電壓u越大,粒子運動的週期越大

d.對於給定的帶電粒子,不管加速電壓u多大,粒子運動的週期都不變

9. 如圖所示,空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向裡的勻強磁場。

在該區域中,有乙個豎直放置的光滑絕緣圓環,環上套有乙個帶正電的小球。

o點為圓環的圓心,a、b、c、d為圓環上的四個點,a點為最高點,c點為

最低點,b、o、d三點在同一水平線上。已知小球所受電場力與重力大小相

等。現將小球從環的頂端a點由靜止釋放,下列判斷正確的是( )

a.小球能越過d點並繼續沿環向上運動 b.當小球運動到c點時,所受洛倫茲力最大

c.小球從a點運動到b點的過程中,重力勢能減小,電勢能增大

d.小球從b點運動到c點的過程中,電勢能增大,動能先增大後減小

10. 如圖所示的虛線區域內,充滿垂直於紙面向裡的勻強磁場和豎直向下的勻強電

場。一帶電粒子a(不計重力)以一定的初速度由左邊界的點射入磁場、電場區域,

恰好沿直線由區域右邊界的o′點(圖中未標出)穿出。若撤去該區域內的磁場而保持

電場不變,另乙個同樣的粒子b(不計重力)仍以相同初速度由點射入,從區域右邊

界穿出,則粒子b( )

a.穿出位置一定在′點下方 b.穿出位置一定在′點l方

d. 運動時,在電場中的電勢能一定減小d.在電場中運動時,動能一定減小

11.(附加)如圖所示,空間某平面內有一條折線是磁場的分界線,在折線的兩側分布著方向相反、與平面垂直的勻強磁場,磁感應強度大小都為b。折線的頂角∠a=90°,p、q是折線上的兩點,ap=aq=l,現有一質量為m、電荷量為q的帶負電荷的微粒從p點沿pq方向射出,不計微粒的重力。 (1)若p、q間外加一與磁場方向垂直的勻強電場,能使速度為v0的微粒沿pq直線運動到q點,則該勻強電場的場強為多大?

(2)撤去電場,為使微粒從p點射出後,途經折線的頂點a而到達q點,求初速度v應滿足什麼條件?(3)求(2)中微粒從p點到達q點所用的時間的最小值。

安培力和洛倫茲力的關係

圖中,通電導線置於靜止的磁場之中,導線通有電流i,長為dl的導線元,所受的安培力為idl b 從微觀的角度看,導線中的自由電子以速度v向右運動,在洛侖茲力f ev b的作用下,以圓周運動的方式向導線下方側向偏移,使導線下側出現負電荷的積累 在導線中產生側向的霍耳電場,霍耳電場對自由電子有作用力,阻礙...

帶電粒子在洛倫茲力下的運動小結

基本知識 f qvb f洛方向 帶電粒子在磁場中的運動 只受洛倫茲力,一般都是勻強磁場,且粒子速度垂直於磁場。方法提示 題型主要有單個粒子的運動,和多個粒子的運動,多個粒子時一般分大小不同和速度不同兩種情況。解題關鍵是正確作出關鍵粒子的圓周運動的軌跡圓弧 找圓心 求半徑。例題 徑向射入 一圓形磁場半...

帶電粒子在磁場中運動受力題型分類 洛倫茲力

6 將傾角為 的光滑絕緣斜面放到乙個足夠大的勻強磁場中,磁場的方向垂直於紙面向裡,磁感應強度為b。乙個質量為m 帶電量為q的小物體在斜面上由靜止開始下滑 斜面足夠長 滑到某一位置離開斜面則物體帶 電荷 物體離開斜面時的速度為 物體在斜面上滑行的長度為 帶電粒子在單邊界磁場中的運動 7 如圖所示,x軸...