电磁场的应用 知识点题库

目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，图11表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压．在图示磁极配置的情况下，金属板的电势高低和通过电阻R的电流方向分别是（  ）

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源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（   ）

一回旋加速器，在外磁场一定时，可把质子（ H）加速到v，使它获得动能为E_k ， 则：能把α粒子（ He）加速到的最大速度为，能使α粒子获得的最大动能为．

两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压U₁和U₂的高频电源上，且U₁＞U₂ ， 所加的磁场相同，有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t₁和t₂ ， 获得的最大动能分别为E_k1和E_k2 ， 则(　　)

 

如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m，板间电压为10V，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B₀=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为 ，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝60°，不计离子重力．求：

 

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（缝隙的宽度远小于盒半径），分别和高频交流电源相连接，使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速，最大电压为U。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，带电粒子在磁场中做圆周运动，粒子通过两盒的缝隙时反复被加速，直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。利用该加速器分别给质子和 粒子（氦原子核）加速，已知质子、 粒子质量之比为1 4，带电量之比为1 2，则下列说法正确的是(   )

磁流体发电是一种新型发电方式，图甲和图乙是其工作原理示意图．图甲中的A、B是电阻可忽略的导体电极，两个电极间的间距为d，这两个电极与负载电阻相连．假设等离子体（高温下电离的气体，含有大量的正负带电粒子）垂直于磁场进入两极板间的速度均为v₀ ． 整个发电装置处于匀强磁场中，磁感应强度强度大小为B，方向如图乙所示．

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,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看为零),经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场,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 (　　)

如图所示，宽度为d、厚度为h的导体放在垂直于它的磁感应强度为B 的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明：当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为： ，式中的比例系数K称为霍尔系数．设载流子的电量为q，下列说法正确的是（　　）

速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，其中 ，则下列相关说法中正确的是（    ）

如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差U_CD（已知电流的微观表达式为I=nSvq，其中n为导体单位体积内的自由电荷数，S为导体的横截面积，v为电荷定向移动的速率，q为电荷的带电量）．下列说法中正确的是（   ）

在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为U_H ． 已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（   ）

回旋加速器原理如图所示，D₁和D₂是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在交流电源上，位于D₁圆心处的离子源A能不断产生正离子，它们在两盒之间被电场加速，当正离子被加速到最大动能E_k后，再设法将其引出。已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

磁流体发电机是利用运动电荷在磁场中偏转发电的,如图是它的示意图．平行金属板 A、B之间有一个方向垂直于纸面向里的磁场,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)从左向右喷入磁场,A、B两板间便产生电势差．下列判断正确的是（   ）

半导体内导电的粒子一“载流子”有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子），以空穴导电为主的半导体叫P型半导体，以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体，如图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图，图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会产生霍尔电势差 ，若每个载流子所带电量的绝对值为e，下列说法中正确的是（    ）

质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为 ，b为速度选择器，磁场与电场正交，匀强磁场的磁感应强度为 ，板间距离为d，c为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度为 。今有一质量为m、电荷量为e的带正电粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能匀速通过速度选择器，从O点垂直磁场边界进入分离器，然后做匀速圆周运动。求：

关于下列四幅课本上的插图的说法正确的是（   ）

下列四幅图中有关装置的原理和现象的分析正确的是（   ）

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。若一束速度相同的粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（   ）

图甲是回旋加速器的示意图，两金属D形盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。在加速带电粒子时，带电粒子从静止开始运动，其速率v随时间t的变化如图乙，已知tn时刻粒子恰好射出回旋加速器，粒子穿过狭缝的时间不可忽略，不考虑相对论效应及粒子的重力，下列判断正确的是（   ）