(习题)3.9粒子速度选择器-质谱仪-回旋加速器

1一粒子速度选择器练习如图，粒子以速度v0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，根据qv0B＝qE,得v0=E/B，故若v=v0=E/B，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关若v＜E/B，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加．若v＞E/B，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少．速度选择器的特点是:(1)只选速度,不选电性.即不管是带正电还是带负电,只要初速度满足一定的关系,粒子均能直线飞出.(2)单向性:粒子只能从一个方向打入,另外一个方向飞出.1.(单)如图，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动方向是：(D)A．沿竖直方向向下B．沿竖直方向向上C．沿水平方向向左D．沿水平方向向右2(双)在图中实线框所围的区域内同时存在匀强磁场和匀强电场．一负离子（不计重力）恰好能沿直线MN通过这一区域．则匀强磁场和匀强电场的方向不可能为下列哪种情况（AD）A、匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右B、匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里C、匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向下D、匀强磁场方向垂直于纸面向外，匀强电场方向竖直向下3(双)、一质子以速度V穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，则（BD）A、若电子以相同速度V射入该区域，将会发生偏转B、无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转C、若质子的速度V'V，它将向下偏转而做类似平抛运动D、若质子的速度V'V，它将向上偏转，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线4(双)如图，氕、氘、氚核以相同的动能射入速度选择器，结果氘核沿直线运动，则(AD)A．偏向正极板的是氕核B．偏向正极板的是氚核C．射出时动能最大的是氕核D．射出时动能最大的是氚核×××××××××××××××v0BE图11-3-1abBMNV+--2二.质谱仪组成：离子源O，加速场U，速度选择器（E,B），偏转场B2，胶片．原理：加速场中qU=½mv2选择器中:v=E/B1偏转场中:d＝2r，qvB2＝mv2/r比荷:122qEmBBd质量122BBdqmE作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素．5(单)如图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述不正确的是（D）A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小7(单)如图所示，有a、b、c、d四种离子，它们带等量同种电荷，质量不等，dcbammmm，以不等的速率dcbavvvv进入速度选择器后，有两种从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定(A)A．射向P1的是a离子B．射向P2的是b离子C．射到A1的是c离子D．射到A2的是d离子38(双)关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列结论中正确的是(AB)A．与加速器的半径有关，半径越大，能量越大B．与加速器的磁场有关，磁场越强，能量越大C．与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D．与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大9(单)用同一回旋加速器分别对质子和氚核(H31)加速后（A）A．质子获得的动能大于氚核获得的动能B．质子获得的动能等于氚核获得的动能C．质子获得的动能小于氚核获得的动能D．质子获得的动量等于氚核获得的动量10(双)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的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是(BD)A．增大匀强电场间的加速电压B．增大磁场的磁感应强度C．减小狭缝间的距离D．增大D形金属盒的半径B411(单)如果用同一回旋加速器分别加速氚核（31H）和a粒子(42He)，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，可知(A)A．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B．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四磁流体发电机目前我国正在研制一种新型发电机，叫做磁流体发电机.如图所示是它的原理图.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微粒，但从总体来说呈中性）以水平速度v通过两水平放置的平行金属板的空间，空间存在磁感强度为B的匀强磁场。在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个向下的电场．两板间形成一定的电势差．当qvB=qU/d时电势差稳定U＝dvB，这就相当于一个可以对外供电的电源．12(双)将一束等离子体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（BD）A．A板带正电B．有电流从b经用电器流向aC．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13(双)如图，连接平行金属板P1和P2的导线的一部分CD和另一连接电池的回路的一部分GH平行，CD和GH均在纸平面内，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段导线将受到力的作用，下列判断正确的是(AD)A.等离子体从右侧射入时，CD受力的方向远离GHB.等离子体从右侧射入时，CD受力的方向指向GHC.等离子体从左侧射入时，CD受力的方向远离GHD.等离子体从左侧射入时，CD受力的方向指向GH2.电磁流量计（如图4所示）在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下两点间的电势差U，就可以知道管中的液体的流量Q——单位时间内流过液体的体积（m³/ѕ）.已知管的直径为D和磁感应强度为B.