磁場幾種儀器經(jīng)典(速度選擇器、電磁流量計等)

1、電磁場的應(yīng)用一、速度選擇器一、速度選擇器1如圖所示的平行板器件中電場強度E和磁感應(yīng)強度B相互垂直，具有不同水平速度的帶電粒子從P孔射入后發(fā)生偏轉(zhuǎn)的情況不同。利用這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器?，F(xiàn)有一束帶正電粒子（電量為q，質(zhì)量為m）從P孔進入，要使其能從Q孔離開，粒子的速度應(yīng)滿足怎樣的條件？如果是一束帶負電的粒子，從P孔進入，要使其能從Q孔離開，粒子的速度應(yīng)滿足怎樣的條件？如果讓粒子從Q孔進入，能否從P孔

2、離開？2如圖，水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷，b板帶正電，兩板間有垂直于紙面向里的勻強磁場，若一個帶正電的液滴在兩板間做直線運動，其運動方向是：()A沿豎直方向向下B沿豎直方向向上C沿水平方向向左D沿水平方向向右3在圖中實線框所圍的區(qū)域內(nèi)同時存在勻強磁場和勻強電場一負離子（不計重力）恰好能沿直線MN通過這一區(qū)域則勻強磁場和勻強電場的方向不可能為下列哪種情況（）A、勻強磁場和勻強電場的方向都水平向右B、勻強磁場方向豎直向上，勻

3、強電場方向垂直于紙面向里C、勻強磁場方向垂直于紙面向里，勻強電場方向豎直向下D、勻強磁場方向垂直于紙面向外，勻強電場方向豎直向下二.質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀:1圖1是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子變成正一價的離子。離子從狹縫s1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)（初速不計），加速后，再通過狹縫s2、s3射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面P

4、Q。最后，離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫s3的細線。若測得細線到狹縫s3的距離為d。試求離子的質(zhì)量m的表達式。2如圖帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2，平板S下方有強度為B0的勻強磁場。下列表述不正確的是（）A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能通過狹縫P的帶電粒子

5、的速率等于EBD粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小abBMN2.為了測量某化肥廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U若用Q表示污水流量(單位時間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法正確的是(

6、)A若污水中正離子較多，則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高B前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，與哪種離子多無關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與電壓U成正比，與a、b有關(guān)3如圖為一電磁流量計的示意圖，其截面為正方形的非磁性管，每邊邊長為d，導電液體流動，在垂直液體流動方向上加一指向紙內(nèi)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.現(xiàn)測得液體a、b兩點間的電勢差為U，求管內(nèi)導電液體的流量Q.六霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)：置于磁場中的載流體，如

7、果電流方向與磁場方向垂直，則垂直于電流和磁場方向會產(chǎn)生一個附加的橫向電場，這個現(xiàn)象是霍普金斯大學研究生霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的，后被稱為霍爾效應(yīng)?；魻栃?yīng)從本質(zhì)上講是運動的帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用而引起的偏轉(zhuǎn)。1（2000年高考理綜卷）如圖所示，厚度為h、寬為d的導體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為B的均勻磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。實驗表明，當磁場不太強時電勢差U

8、，電流I和B的關(guān)系為U=k式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)?；魻栃?yīng)可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側(cè)，在導體板的另一側(cè)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場，橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電勢差。設(shè)電流I是由電子定向流動形成的，電子的平均定向速度為v，電量為e，回答下列問題：（1）穩(wěn)定時，導體板上側(cè)面Ａ的電勢下側(cè)面Ａ′的電勢（填高于、低于或

9、等于）。（2）電子所受的洛倫茲力的大小為。（3）當導體板上下兩側(cè)之間的電勢差為U時，電子所受的靜電力的大小為（4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)k=，其中n代表導體板單位體積中neI電子的個數(shù)。2、如圖所示是在一個很小的矩形導體板上，制作4個電極E、F、M、N而成的霍爾元件，導體板長為a、寬為b、厚為d，垂直放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，設(shè)電流I是由電子的定向流動形成的，電子的平均定向移動速度為v，導體單位體積內(nèi)的自由電子