高中物理 第3章 打開(kāi)電磁學(xué)的大門(mén) 第3節(jié) 洛倫茲力的應(yīng)用教師用書(shū) 魯科版選修1-1

第3節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用課標(biāo)解讀重點(diǎn)難點(diǎn)1.初步了解顯像管的主要構(gòu)造和真空顯像管的工作原理2.了解帶電粒子的磁偏轉(zhuǎn)在磁流體發(fā)電機(jī)中的作用3.知道回旋加速器的工作原理，并了解加速器的基本用途.1.顯像管、回旋加速器的原理(重點(diǎn))2.磁流體發(fā)電機(jī)和回旋加速器的原理(難點(diǎn))磁偏轉(zhuǎn)與顯像管1.基本知識(shí)(1)顯像管的構(gòu)造：主要由電子槍和熒光屏兩部分構(gòu)成電子槍用來(lái)發(fā)射電子束，熒光屏在電子束的沖擊下發(fā)光(2)顯像管的原理為了再現(xiàn)拍攝時(shí)的原圖像，必須使電子束的掃描反映出原圖像的信息磁偏轉(zhuǎn)線圈：偏轉(zhuǎn)線圈通入電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)電子束通過(guò)時(shí)，將受到洛倫茲力作用，實(shí)現(xiàn)水平偏轉(zhuǎn)和豎直偏轉(zhuǎn)電子束的偏轉(zhuǎn)方向是用包含圖像信息的交變電流控制磁偏轉(zhuǎn)線圈實(shí)現(xiàn)的，電子束打在屏幕上的位置反映的就是圖像的信息，屏幕上展現(xiàn)的也就是拍攝的圖像2思考判斷(1)黑白電視機(jī)的顯像管中只有一支電子槍()(2)其他電器設(shè)備在工作時(shí)，不會(huì)對(duì)電視機(jī)產(chǎn)生影響()磁偏轉(zhuǎn)與磁流體發(fā)電機(jī)1.基本知識(shí)(1)磁流體發(fā)電機(jī)的構(gòu)造：由等離子源、磁極和兩個(gè)極板三部分構(gòu)成(2)磁流體發(fā)電機(jī)的原理：等離子源中產(chǎn)生的高溫等離子導(dǎo)電氣體穿過(guò)磁場(chǎng)的發(fā)電通道時(shí)，受洛倫茲力作用，正、負(fù)離子分別向兩個(gè)極板偏轉(zhuǎn)，兩個(gè)極板接收到帶電離子后形成電勢(shì)差，當(dāng)兩個(gè)極板與外電路形成閉合電路時(shí)，電路中就產(chǎn)生了電流2思考判斷(1)磁流體發(fā)電機(jī)與火力發(fā)電機(jī)相比，大大提高了能量的轉(zhuǎn)化效率()(2)目前我國(guó)已大量利用磁流體發(fā)電()磁偏轉(zhuǎn)與回旋加速器1基本知識(shí)(1)回旋加速器的構(gòu)造：如圖331所示，D1，D2是半圓金屬扁盒，D形盒的縫隙處接高頻交流電源D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圖331(2)回旋加速器的原理：交流電周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，粒子在圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中一次一次地經(jīng)過(guò)D形盒縫隙，兩盒間的電勢(shì)差一次一次地反向，粒子就會(huì)被一次一次地加速2探究交流回旋加速器兩端所加的交流電壓的周期由什么決定？【提示】為了保證每次帶電粒子經(jīng)過(guò)時(shí)均被加速，使之能量不斷提高，交流電壓的周期必須等于帶電粒子在回旋加速器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期即T.因此，交流電壓的周期由帶電粒子的質(zhì)量m、帶電量q和加速器中的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B來(lái)決定.磁流體發(fā)電機(jī)的工作原理【問(wèn)題導(dǎo)思】1帶電粒子在兩極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)受什么力作用？【提示】受電場(chǎng)力和洛侖茲力2兩極間電壓只與離子射入速度有關(guān)嗎？【提示】不對(duì)1裝置如圖332所示，A、B為兩個(gè)極板，極板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向向外，等離子束穿過(guò)磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則可以判斷，正電荷偏向B極，負(fù)電荷偏向A極圖3322原理正、負(fù)離子被極板吸收后，接收正離子的極板B帶正電，接收負(fù)離子的極板A帶負(fù)電，兩極板間產(chǎn)生了電場(chǎng)，電場(chǎng)的出現(xiàn)阻礙了離子的進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)，此后的離子受到兩個(gè)力的作用：電場(chǎng)力和洛倫茲力，當(dāng)這兩個(gè)力平衡時(shí)，離子不再偏轉(zhuǎn)，極板間的電壓達(dá)到穩(wěn)定3電壓設(shè)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度為v，帶電荷量為q，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，極板間距離為d，極板間電壓為U，據(jù)FBFe，有qvBqE，得UBdv.如圖333是汽車(chē)尾氣磁流體發(fā)電的原理示意圖，金屬板M、N正對(duì)著平行放置，且板面垂直于紙面，在兩板之間接有電阻R.極板間的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，等離子束(分別帶有等量正、負(fù)電荷的離子束)從左向右進(jìn)入板間，下列表述正確的是()圖333AM板的電勢(shì)低于N極，通過(guò)電阻R的電流向上BM板的電勢(shì)低于N板，通過(guò)電阻R的電流向下CM板的電勢(shì)高于N板，通過(guò)電阻R的電流向上DM板的電勢(shì)高于N板，通過(guò)電阻R的電流向下【審題指導(dǎo)】(1)根據(jù)左手定則確定正、負(fù)離子偏轉(zhuǎn)的方向，從而確定金屬板電勢(shì)的高低(2)根據(jù)金屬板電勢(shì)的高低判斷流過(guò)電阻R的電流方向【解析】等離子體進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則，正電荷向上偏轉(zhuǎn)，打在上極板上，負(fù)電荷向下偏轉(zhuǎn)，打在下極板上，所以上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則M板的電勢(shì)高于N板的電勢(shì)，流過(guò)電阻的電流方向向下，選項(xiàng)D正確【答案】D這是一道聯(lián)系實(shí)際的問(wèn)題，要明確發(fā)電機(jī)的工作原理，綜合運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，利用共點(diǎn)力的平衡進(jìn)行求解解決此類(lèi)復(fù)合場(chǎng)問(wèn)題時(shí)，正確地對(duì)物體進(jìn)行受力分析是關(guān)鍵1.目前世界上正研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖334所示它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷在磁極配置如圖中所示的情況下，下述說(shuō)法正確的是()圖334AA板帶正電B有電流從b經(jīng)用電器流向aC金屬板A、B間的電場(chǎng)方向向下D等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場(chǎng)力【解析】由左手定則判定B板帶正電，故A錯(cuò)誤，B正確，C錯(cuò)誤離子偏轉(zhuǎn)的原因是離子受洛倫茲力大于所受電場(chǎng)力，故D正確【答案】BD回旋加速器【問(wèn)題導(dǎo)思】1使帶電粒子獲得能量的是磁場(chǎng)還是電場(chǎng)？【提示】電場(chǎng)2帶電粒子獲得的能量大小和加速電壓大小有關(guān)嗎？【提示】無(wú)關(guān)1回旋加速器：美國(guó)科學(xué)家勞倫斯于1932年制成了第一臺(tái)回旋加速器，其結(jié)構(gòu)如圖335所示，核心部件為兩個(gè)D形盒(加勻強(qiáng)磁場(chǎng))，其間的狹縫加加速電場(chǎng)圖3352磁場(chǎng)的作用：帶電粒子以某一速度從D形盒中心附近垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，帶電粒子每次進(jìn)入D形盒都運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間(半個(gè)周期)后平行電場(chǎng)方向進(jìn)入狹縫的電場(chǎng)帶電粒子被加速后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大，但周期卻不變(如圖336所示)圖3363電場(chǎng)的作用：回旋加速器的兩個(gè)D形盒之間的狹縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩個(gè)D形盒正對(duì)截面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子經(jīng)過(guò)該區(qū)域時(shí)被加速4加速電壓的作用：為保證粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)都被加速，使之能量不斷提高，需在狹縫兩側(cè)加上跟帶電粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同的加速電壓如圖337所示，回旋加速器由兩個(gè)D形盒組成，在D形盒的縫隙處加加速電壓，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從O點(diǎn)射入的帶電粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速和磁偏轉(zhuǎn)，反復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終可以從邊緣由導(dǎo)出裝置導(dǎo)出已知加速電壓的頻率等于粒子在磁場(chǎng)中回旋的頻率試討論：粒子射出時(shí)速度vm的大小由哪些因素決定？圖337【解析】只要粒子從D形盒邊緣被導(dǎo)出，那么，它最后半周應(yīng)滿(mǎn)足qvmB，即vm，可見(jiàn)粒子射出時(shí)的最大速度vm與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及D形盒的半徑R有關(guān)，而與加速電壓U的大小無(wú)關(guān)(U0)【答案】見(jiàn)解析回旋加速器相關(guān)問(wèn)題主要抓住兩點(diǎn)：一是旋轉(zhuǎn)頻率等于加速電壓的頻率，二是射出速度vm，由R得vm(R為D形盒半徑)2關(guān)于回旋加速器加速帶電粒子所獲得的能量，下列提供的選項(xiàng)正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：31870026】A與加速器的半徑有關(guān)，半徑越大，能量越大B與加速器的磁場(chǎng)有關(guān)，磁場(chǎng)越強(qiáng)，能量越大C與加速器的電場(chǎng)有關(guān)，電場(chǎng)越強(qiáng)，能量越大D與帶電粒子的質(zhì)量與電荷量均有關(guān)，質(zhì)量和電荷量越大，能量越大【解析】帶電粒子在回旋加速器中最終獲得的動(dòng)能為Ek，由r推得r，所以Ek，所以該能量與半徑有關(guān)，半徑越大，能量越大，所以選項(xiàng)A正確同理與磁場(chǎng)也有關(guān)，選項(xiàng)B正確雖然與質(zhì)量和電荷量有關(guān)，但是質(zhì)量和電荷量越大，能量卻不一定越大，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤因?yàn)樵撃芰颗c電場(chǎng)無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為A、B.【答案】AB【備課資源】(教師用書(shū)獨(dú)具)加速器的創(chuàng)新歷程普通回旋加速器是勞倫斯發(fā)明的在這種加速器中，磁場(chǎng)是均勻的，加速電場(chǎng)的頻率是不變的所以相對(duì)的頻率是不變的，由于相對(duì)論效應(yīng)，因而粒子得不到持續(xù)的加速這種加速只能將質(zhì)子的能量加速到25 MeV左右為了得到更高能量的粒子，60多年來(lái)，科學(xué)家們堅(jiān)持不懈地進(jìn)行研究，不斷地對(duì)回旋加速器做出改進(jìn)，加速器發(fā)展到今天，經(jīng)歷了三次革命加速器發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ橇Ｗ游锢韺W(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，粒子物理學(xué)推動(dòng)了加速器理論和技術(shù)的進(jìn)步. 1945年，科學(xué)家對(duì)高頻加速電場(chǎng)的頻率進(jìn)行調(diào)變，研制成同步回旋加速器這種回旋加速器能將質(zhì)子的能量加速到1 GeV.20世紀(jì)50年代，科學(xué)家研制出磁場(chǎng)呈某種分布的回旋加速器，它能使不同質(zhì)量的粒子在不同半徑的軌道上回旋頻率保持不變，這種加速器可以將質(zhì)子的能量加速到10 GeV的數(shù)量級(jí)20世紀(jì)60年代，科學(xué)家運(yùn)用對(duì)撞可使加速粒子能量得到充分利用的原理建成了一個(gè)直徑大約為1 m的對(duì)撞機(jī)，從此開(kāi)創(chuàng)了加速器發(fā)展的新紀(jì)元我國(guó)1989年研制成的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，能使電子能量達(dá)到22.8 GeV，現(xiàn)代的高能加速器基本上都是對(duì)撞機(jī)，它們把產(chǎn)生高能反應(yīng)的等效能量提高到10 TeV1 000 TeV.從20世紀(jì)30年代至今，加速器的能量提高了9個(gè)數(shù)量級(jí)，每單位能量的造價(jià)降低了約4個(gè)數(shù)量級(jí)，全世界有多位科學(xué)家因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)目前世界上最大的加速器是美國(guó)費(fèi)密?chē)?guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的一臺(tái)質(zhì)子同步加速器，它可以把質(zhì)子加速到1 000 GeV.1帶電粒子在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的物理原理可運(yùn)用于各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)和電器中，下面利用了此物理原理的裝置有()【解析】磁流體發(fā)電機(jī)是利用帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力向A、B兩極偏轉(zhuǎn)，從而保證A、B兩極間有足夠的正負(fù)電荷形成電源兩極；電子顯像管是利用磁場(chǎng)中電子受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)打到熒光屏上顯像；回旋加速器是利用帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半周達(dá)到回旋再加速的目的；洗衣機(jī)是磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生安培力，從而使洗衣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，故選A、B、C.【答案】ABC圖3382如圖338所示，平行金屬板上板帶負(fù)電，下板帶等量正電，兩板間還有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶電粒子(不計(jì)重力)以速度v0垂直于電場(chǎng)線和磁感線射入，恰能沿直線穿過(guò)此區(qū)域若使磁場(chǎng)增強(qiáng)，其他條件不變，粒子仍以v0垂直射入，則粒子落到極板上設(shè)落到極板上時(shí)速度為v，則()Avv0Bv>v0Cv<v0D因?yàn)榱Ｗ与娦晕粗圆荒艽_定【解析】磁場(chǎng)增強(qiáng)、洛倫茲力大于電場(chǎng)力，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，速度減小，故選C.【答案】C3用回旋加速器來(lái)加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動(dòng)能增加為原來(lái)的4倍，原則上可采用下列哪幾種方法()A將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍B將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的4倍C將D形金屬盒的半徑增大為原來(lái)的2倍D將D形金屬盒的半徑增大為原來(lái)的4倍【解析】由公式r，得v，動(dòng)能增加為原來(lái)的4倍，速率增加為原來(lái)的2倍故A、C正確【答案】AC4如圖339所示是等離子體發(fā)電機(jī)的示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩板間距離為d，要使輸出電壓為U，則等離子的速度v為_(kāi)，a是電源的_極圖339【解析】由qvBq得v，由左手定則知正電荷向上偏，所以a端是電源的正極【答案】正學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)(十)(建議用時(shí)：45分鐘)1如圖3310所示是陰極射線管的示意圖，接通電源后，會(huì)有電子從陰極K射向陽(yáng)極A，并在熒光屏上形成一條亮線要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，下列措施中可行的是()圖3310A加一方向平行紙面向上的磁場(chǎng)B加一方向平行紙面向下的磁場(chǎng)C加一方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)D加一方向垂直紙面向外的磁場(chǎng)【解析】要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，就是使電子向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則由于電子帶負(fù)電，所以四指應(yīng)指向左，拇指指向下，可得手心朝外，即應(yīng)加一方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)【答案】C2顯像管是電視機(jī)中的一個(gè)重要元件，如圖3311所示為電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖，圓心黑點(diǎn)表示電子槍射出的電子，它的方向由紙內(nèi)指向紙外當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈通以圖示方向的電流時(shí)，電子束應(yīng)()圖3311A向左偏轉(zhuǎn)B向上偏轉(zhuǎn)C不偏轉(zhuǎn) D向下偏轉(zhuǎn)【解析】偏轉(zhuǎn)線圈北極在右，南極在左，磁場(chǎng)方向向左，用左手定則，四指指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向即可判斷【答案】B3在回旋加速器中，帶電粒子在D形金屬盒內(nèi)經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周所需時(shí)間t與下列哪些物理量無(wú)關(guān)()A帶電粒子的質(zhì)量和電荷量B帶電粒子的速度C加速器的磁感應(yīng)強(qiáng)度D帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑【解析】周期T，只與m、q、B三個(gè)物理量有關(guān)，所以B、D正確【答案】BD4.如圖3312所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通電時(shí)銅板中電子流方向向上，由于磁場(chǎng)作用，則() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：31870027】圖3312A板左側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)B板左側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)C板右側(cè)聚集較多電子，使b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)D板右側(cè)聚集較多電子，使a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)【解析】由左手定則判斷，電子向右側(cè)偏轉(zhuǎn)【答案】D5顯像管的結(jié)構(gòu)如圖3313所示，電子槍是由安裝在真空玻璃管內(nèi)的一個(gè)陰極、一個(gè)陽(yáng)極而組成的，陰極接高壓電源的負(fù)極，陽(yáng)極接正極從陰極產(chǎn)生的電子，在兩極之間的電場(chǎng)力的作用下從陰極加速飛向陽(yáng)極，并從陽(yáng)極射進(jìn)由偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)內(nèi)，電子束在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向()圖3313A垂直紙面向外 B豎直向上C垂直紙面向內(nèi) D豎直向下【解析】由圖知，電子束受到的洛倫茲力方向向上，電子帶負(fù)電，應(yīng)用左手定則時(shí)注意四指的指向應(yīng)該是電子運(yùn)動(dòng)的反方向，所以由左手定則可判定，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外【答案】A6在回旋加速器中，下列說(shuō)法正確的是()A電場(chǎng)用來(lái)加速帶電粒子，磁場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)B電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)用來(lái)加速帶電粒子C在確定的交流電壓下，回旋加速器D形金屬盒的半徑越大，同一帶電粒子獲得的動(dòng)能就越大D同一帶電粒子獲得的最大動(dòng)能只與交流電源的電壓有關(guān)，而與交流電的頻率無(wú)關(guān)【解析】回旋加速器中，電場(chǎng)使帶電粒子加速，磁場(chǎng)只使帶電粒子偏轉(zhuǎn)，故A對(duì)，B錯(cuò)，同一粒子獲得的最大動(dòng)能取決于回旋半徑，與交流電壓、頻率均無(wú)關(guān)，故C對(duì)，D錯(cuò)【答案】AC7目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖3314表示它的原理：將一束等離子體(包含正、負(fù)離子)噴射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，于是金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓以下說(shuō)法正確的是()圖3314AB板帶正電BA板帶正電C其他條件不變，只增大射入速度，UAB增大D其他條件不變，只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，UAB增大【解析】根據(jù)左手定則，正離子進(jìn)入磁場(chǎng)受到的洛倫茲力向下，A正確，B錯(cuò)誤最后，離子受力平衡有qBvq，可得UABBvd，C、D正確【答案】ACD8如圖3315所示，一帶負(fù)電的粒子從上向下射入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)并存的區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若使該粒子做勻速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向應(yīng)(不計(jì)重力)()圖3315A與磁場(chǎng)方向平行且向里B與磁場(chǎng)方向平行且向外C與磁場(chǎng)方向垂直且向左D與磁場(chǎng)方向垂直且向右【解析】由左手定則可知，此粒子所受洛倫茲力方向水平向左，要使粒子做勻速運(yùn)動(dòng)，粒子所受電場(chǎng)力應(yīng)向右，由于粒子帶負(fù)電，故電場(chǎng)強(qiáng)度方向與磁場(chǎng)方向垂直且向左【答案】C9.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及一對(duì)磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖3316所示由于血液中的正、負(fù)離子隨血液一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160 V，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040 T則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()圖3316A1.3 m/s，a正、b負(fù) B2.7 m/s，a正、b負(fù)C1.3 m/s，a負(fù)、b正 D2.7 m/s，a負(fù)、b正【解析】依據(jù)左手定則，正離子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用向上偏，負(fù)離子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用向下偏，因此電極a、b的正負(fù)為a正、b負(fù)；當(dāng)穩(wěn)定時(shí)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零，則qEqvB，可得v1.3 m/s，A對(duì)【答案】A10如圖3317所示，在真空中勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，三個(gè)油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運(yùn)動(dòng)，c向左做勻速運(yùn)動(dòng)，則三個(gè)油滴中_最重，_最輕圖3317【解析】由a靜止知，三個(gè)球帶的是負(fù)電，再由左手定則和物體的平衡條件對(duì)a球有GaqE，對(duì)b球有GbqvbBqE，對(duì)c球有GcqEqvcB，比較以上三式知最重的是c球，最輕的是b球【答案】cb11回旋加速器D形盒中央為質(zhì)子流，D形盒間的加速電壓為U2104V.靜止質(zhì)子經(jīng)電場(chǎng)加速后，進(jìn)入D形盒，其最大軌道半徑R1 m若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.5 T，問(wèn)：質(zhì)子最初進(jìn)入D形盒的動(dòng)能多大？質(zhì)子經(jīng)回旋加速器得到的最大動(dòng)能多大？(已知質(zhì)子的質(zhì)量m1.671027kg，電荷量q1.61019C)【解析】質(zhì)子從靜止加速進(jìn)入D形盒時(shí)的動(dòng)能EkqU1.610192104J3.21015J，當(dāng)半徑達(dá)最大時(shí)，動(dòng)能最大由Rm得vm，最大動(dòng)能EkmmvJ1.721011J.【答案】3.21015J1.721011J