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1、6 实际应用型（大题型）1、（速度选择器）（本质：二力平衡）如图所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直于磁场射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转，如果让这些离子再进入另一匀强磁场，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可以得到的结论为 （ D ） A、动能一定不同 B、电荷量一定不同C、质量一定不同 D、比荷一定不同【变化】如下图所示，有一带电量为q，重为G的小球，由两竖直的带电平行板上方自由落下，两板间匀强磁场的磁感应强度为B，则小球在电场、磁场空间中（ A ）A、一定作曲线运动 B、不可能作曲线运动 C、可能作匀速运动 D
2、、可能作匀加速运动2、（霍耳效应）（本质：二力平衡）如图所示，长、宽、高分别为L=4cm、d=1cm、h=0.001cm，的导体，向右沿长度L的方向通有电流I=3A的电流，当有B=1.5T的匀强磁场垂直穿过薄导体，产生U=1.010-5v的横向霍耳电压，（在宽度两端）试求：1、在流体内的载流子（电荷）移动速度为多少？2、每立方厘米内电子的个数n，3、若载流子为电子，则产生的电压哪端电势高？hLd3、（电磁流量计）（本质：二力平衡）电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）为了简化，假设流量计是如下图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部
3、分的长、宽、高分别为图中的a、b、c流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为（ A ）A B C D例3图 例4图4、（等离子体发电机）（本质：二力平衡）如图所示为等离子体发电机模型，带电量为q，质量为m的等离子以速度v从左侧射入磁感应强度为B的匀强磁场中，已知两板间距为d，面积为S，等离子电阻率为，定值电阻为
4、R，当稳定后，试求通过回路的电流为多大？ 5、（测血仪）（本质：二力平衡）一种测量血管中血流速度的仪器原理如图所示在动脉血管两侧分别安装电极并加有磁场设血管直径是2.0 mm，磁场的磁感应强度为0.080 T，电压表测出的电压为0.10 mV，求血流速度大小是多少？（注：血液中含有带正、负电荷的离子）6、（回旋加速器）回旋加速器D型盒的最大半径为R，两D形盒间距为d，如果高频电源的电压U保持不变，现加速一个质量为m，带电量为q的质子，使其以最大动能E射出回旋加速器，试求：1、所加的匀强磁场的磁感应强度B为多大？2、该质子运动了多少圈射出回旋加速器？3、该质子在回旋加速器中运动了多长时间？【变化
5、】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两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，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面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B,D形金属盒的半径为R，狭缝间的距离为d，匀强电场间的加速电压为U,要增大带电粒子（电荷量为q，质量为m，不计重力）射出时的动能，则下列方法中正确的是 （ ）A、增大匀强电场间的加速电压 B、减小狭缝间的距离C、增大磁场的磁感应强度 D、增大D形金属盒的半径7、（质谱仪）下图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。离子源S产生一个质量为m、电量
6、为q的正离子离子产生出来时速度很小，可以看作是静止的离子产生出来后经过电压U加速，进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处S1的距离为x则下列说法正确的是（ D ）A若测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明离子的质量一定变大B若测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明加速电压U一定变大C若测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明磁感应强度B一定变大D若测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明离子所带电量q可能变小8、（显像管）（本质：两个通电螺线管）显像管是电视机中的一个重要元件，在生产显像管的
7、阴极（阴极材料是一种氧化物）时，需要用到去离子水去离子方法是将蒸馏水先流经氢型离子交换树指（HR），再流经羟型阴离子交换树脂（ROH），水中溶解的各种离子便可除去，这样得到的水为去离子水（1）图所示为电视机显像管的偏转线圈示意图，圆心墨点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内指向纸外，当偏转线圈通以图示方向的电流时，电子束应（ B ）A向左偏转 B向上偏转 C不偏转 D向下偏转 （2）显像管的简要工作原理是阴极K发射的电子束经高压加速电场（电压为U）加速后，正对圆心进入磁感应强度B、半径为r的圆形匀强偏转磁场，如图所示，偏转后轰击荧光屏P，荧光粉受激发而发光若去离子水质量不好，所生产的阴极材料中
8、会含有少量，打在荧光屏上，将在屏上出现暗斑，称为离子斑，如发生上述情况，试通过计算分析说明暗斑集中在荧光屏上中央的原因（电子质量为9.11031kg，硫酸根离子的质量为1.610-25 kg）解答：偏转角为，则， qUmv2，则设电子和的偏转角分别为1和2，1.1105知几乎不偏转9、（电磁炮）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简
9、化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5106T/A。已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）。（1）求发射过程中电源提供的电流强度。（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？（3）（选做）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s。设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。10、（磁电式电表）磁电式电表在没有接入电路(或两接线柱是
10、空闲)时,由于微扰指针摆动很难马上停下来,而将两接线柱用导线直接相连,摆动着的指针很快停下,这是因为（ ）A、指针摆动时会产生感应电流 B、指针摆动时不会产生感应电流C、感应电流阻碍相对运动 D、感应电流促使相对运动加剧11、（电磁泵）（本质：二力平衡）在原子反应堆中抽动液态金属等导电液时，由于不允许传动机械与这些流体相接触，常使用一种电磁泵。如图所示为这种电磁泵的结构，将导管置于磁场中，当电流I穿过导电液体时，这种导电液体即被驱动。若导管的内截面积为ah，磁场区域的宽度为L，磁感应强度为B，液态金属穿过磁场区域的电流为I，求驱动所产生的压强差是多大？【变化】如图所示，磁流体动力泵的矩形槽高为
11、h，左、右两端侧壁是导电极板，相距L，电势差为U，前后两壁是绝缘板，槽的下部与水银面接触，上部与一竖直非导电管相连，匀强磁场B方向垂直于绝缘壁，设水银电阻率为1，水银密度为2，求：（1）水银能上升的条件；（2）在（1）的条件下，水银在非导电管中可上升的高度是多少?【答案】（1）BU12gL （2）hxBUh/12gL 注意：选颈部微元分析，大气压没用。12、（串列加速器）如图所示为串列加速器主体的原理示意图，其中加速管的中部 b 处有很高的正电势 U ， a 、 c 两端均接地（电势为零）。现将速度很低（可忽略不计）的负一价碳离子从 a 端输入，当离子到达 b 处时，可被设在 b 处的特殊装置
12、将其电子剥离，成为 n 价正离子，而不改变其速度大小。这些正 n 价碳离子从 c 端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动。已知碳离子的质量m=2.010-26 kg，U=7.5105 V，B=0.5 T，n=2，元电荷e=1.610-19 C，求R的大小。13、（磁聚散仪）如图所示，P是一个反射源，从开口处在纸面内向各个方向放出某种粒子，（不计重力），而这些粒子最终必须全部垂直射到底片MN这一有效区域，并要求底片MN上每一地方都有粒子到达。假若放射源所放出的是质量为m、电量为q的带正电的粒子，且所有的粒子速率都是v，M与放射源的出口在同一水平面，底片MN竖直放置，底片MN长为L。为了实现上述目的，我们必须在P的出口处放置一有界匀强磁场。求：（1）匀强磁场的方向；（2）画出所需最小有界匀强磁场的区域，并用阴影表示；（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小以及最小有界匀强磁场的面积S。【变化】纸面内向各方向发射质量为m，电量为e，速率为V0的电子，不计重力，由M点发射，要求全部能回收到N点。试画出在M、N附近所加的区域面积最小的匀强磁场（磁感应强度B已知）。
