平行板中电场强度E和磁感应强度B互相这种装置能把具

(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相

。这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。

图8－4－11．速度选择器(如图8－4－1所示)垂直Eq＝qvB

(1)构造：如图8－4－2所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接高频

电源。D形盒处于匀强磁场中。

2．回旋加速器(2)工作原理：①电场加速qU＝Δek。交流图8－4－2相等3．磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把

直接转化为

。(2)根据左手定则，如图8－4－3中的B是发电机

。图8－4－3(3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v，磁场的磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U＝

。正极机械能电能Bdv4．电磁流量计如图8－4－4所示。(1)用途：电磁流量计是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器。图8－4－4(2)原理：设导管的直径为d，用非磁性材料制成，磁感应强度为B，a、b间电势差为U，则流量Q＝Sv＝

。πdU/4B5．质谱仪(1)用途：质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离

的仪器。图8－4－5同位素

在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当

与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了

，这个现象称为霍图8－4－6尔效应。所产生的电势差称为霍尔电势差，其原理如图8－4－6所示。6．霍尔效应磁场方向电势差1．回旋加速器的最大动能2．磁流体发电机、电磁流量计的共同特点目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图8－4－7表示它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就图8－4－7会聚集电荷，产生电压，以下说法正确的是(

)A．B板带正电B．A板带正电C．其他条件不变，只增大射入速度，UAB增大D．其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB增大答案：ACD

[命题分析]本考点是高考的热点，高考常结合电场加速及磁场偏转来考查综合分析能力，以选择题、计算题呈现。[例1]

(2012·天津高考)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图8－4－8所示，质量为m、电荷量为q的图8－4－8铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。(1)求加速电场的电压U；1．(2009·广东高考)如图8－4－9是质谱仪的工作原理示意图。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上有可让粒子通图8－4－9过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是(

)[变式训练]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，粒子的比荷越小答案：ABC

[命题分析]本考点是高考热点，高考常结合电场加速、磁场回旋考查学生综合分析及数学分析能力。[例2]

(2011·天津高考)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。(1)回旋加速器的原理如图8－4－10，D1和D2是两个中空的半径为R

的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f

的交流电源上，位于D1圆心处的质子源A

能不断产生质子图8－4－10(初速度可以忽略，重力不计)，它们在两盒之间被电场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B

的匀强磁场中。若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P，求输出时质子束的等效电流I

与P、B、R、f

的关系式(忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速)。(2)试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r

的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr

是增大、减小还是不变？[思维流程]第一步：抓信息关键点关键点(1)频率为f的交流电源(2)质子束输出平均功率P信息获取P为单位时间从加速器射出的质子的动能第三步：条理作答第二步：找解题突破口2.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图8－4－11所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 (

)图8－4－11[变式训练]A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量解析：回旋加速器的两个D形盒间的空隙分布着周期性变化的电场，不断地给离子加速使其获得能量，D正确；而D形盒处分布有恒定不变的磁场，具有一定速度的带电粒子在D形盒内受到磁场的洛伦兹力提供的向心力而做圆周运动，洛伦兹力不做功故不能使离子获得能量，C错；离子源在回旋加速器的中心附近，A正确，B错误。答案：AD[示例]如图8－4－12所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度为B，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，图8－4－12加速到最大能量E后，由A孔射出。则下列说法正确的是 (

)纠错蓝本——对粒子加速器的几点错误认识2．知识应用方面[失误探因]

1．审题方面(1)由于忽视相对论效应而漏选A项；(2)由于没有注意质子是从下半盒的质子源出发的而错选D。

[名师点评][随堂巩固提升]1.如图8－4－13是磁流体发电机的原理示意

图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R。

在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。图8－4－13

当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向

右进入极板时，下列说法中正确的是 (

)A．N板的电势高于M板的电势B．M板的电势高于N板的电势C．R中有由b向a方向的电流D．R中有由a向b方向的电流解析：根据左手定则可知正电荷向上极板偏转，负电荷向下极板偏转，则M板的电势高于N板的电势，选项A错误，B正确；M板相当于电源的正板，那么R中有由a向b方向的电流，选项C错误，D正确。答案：BD2.如图8－4－14所示，有一混合正离子束先

后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁

场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中图8－4－14

不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具

有相同的 (

)A．速度 B．质量C．电荷量 D．比荷答案：AD3.如图8－4－15所示，一块通电金属板放在磁场

中，板面与磁场垂直，板内通有如图所示方向

的电流，a、b是金属板左、右边缘上的两点，

若a、b两点的电势分别为φa和φb，两点的电图8－4－15

势相比有 (

)A．φa＝φb

B．φa>φbC．φa<φb D．无法确定解析：由左手定则知，金属板内向下运动的自由电子必受向左的洛伦兹力作用，故最后金属板的左侧面聚集自由电子，电势低；右侧面聚集正电荷，电势高，即φa<φb。答案：C4.(2012·襄阳调研)某制药厂的污水处理站的管

道中安装了如图8－4－16所示的流量计，该

装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，在垂直于上、下底图8－4－16

面方向加磁感应强度为B，方向向下的匀强磁场，在前、

后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正、

负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装

置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可

测出污水流量Q(单位时间内流出的污水体积)。则下列说

法正确的是 (

)A．后表面的电势一定高于前表面的电势，与正、负哪种离子多

少无关B．若污水中正、负离子数相同，则前、后表面的电势差为零C．在一定范围内，流量Q越大，两个电极间的电压U越大D．污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大解析：由左手定则可知，正、负离子从左向右流经该装置时，正离子向后表面偏转，负离子向前表面偏转，故A正确，B错误；在一定范围内，由法拉第电磁感应定律得U＝Bdv，因此流量Q越大，离子运动速度越大，两个电极间的电压U也就越大，C正确，D错误。答案：AC5．如图8－4－17所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上。已知同位素离子的电荷量为q(q>0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响。图8－4－17(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。演练知能检测见“限时集训（二十七）”[教师备选题库]1.(2012·惠州4月模考)质谱仪的原理如图1所示。从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看做初速度为零，粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为x，则以下说法正确的是(

)A．仅加速电压增大，其他量不变，则x增大B．仅匀强磁场增强，其他量不变，则x增大C．仅粒子的质量增大，其他量不变，则x增大D．仅粒子的电荷量增加，其他量不变，则x增大图1答案：AC2.(2012·长春四校联考)如图2所示为一种获得高