高考物理電磁學綜合2

1、電磁學綜合電磁學綜合題型一題型一電場和磁場電場和磁場“拼接起來拼接起來”對帶電粒子作用（質(zhì)譜儀、顯像管、環(huán)形加速器、回旋加對帶電粒子作用（質(zhì)譜儀、顯像管、環(huán)形加速器、回旋加速器）速器）[例1]如圖1所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器——質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。設法使某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖1中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子成為正一價的離子。離子從狹縫S1以很小的速度（即初速度不計）進入電壓為U的加速電場區(qū)加速后，再通過狹

2、縫S2、S3射入磁感應強度為B的勻強磁場（方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ）中。最后，離子打到感光片上，形成垂直于紙面且平行于狹縫S3的細線。若測得細線到狹縫S3的距離為d。請導出離子的質(zhì)量m的表達式。［解析］［解析］若以m、q表示離子的質(zhì)量和電量，用v表示離子從狹縫S2射出時的速度，粒子在加速電場中，由動能定理得(1)qUmv?221射入磁場后，在洛倫茲力作用下離子做勻速圓周運動，由牛頓定律可得(2)RvmqvB2?式中R為圓的半徑。感光片

3、上細黑線到S3縫的距離為：d=2R(3)聯(lián)立(1)~(3)式，解得UdqBm822?［變式訓練［變式訓練1］顯像管的簡要工作原理是陰極K發(fā)射的電子束經(jīng)高壓加速電場（電壓為U）加速后，進入放置在其頸部的偏轉(zhuǎn)線圈形成的偏轉(zhuǎn)磁場中偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后的電子轟擊熒光屏，熒光粉受激發(fā)而發(fā)光，圖2—a為電視機顯像管原理簡圖。某同學家中電視機畫面的幅度偏小，維修店的技術人員檢查后診斷為顯像管或偏轉(zhuǎn)線圈出了故障（顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈如圖2—b所示），試分析引起故障

4、的原因可能是（）A、電子槍發(fā)射的電子數(shù)減少。B、加速電場的電壓過高，電子速度偏大。C、偏轉(zhuǎn)線圈的電流過小，偏轉(zhuǎn)磁場減弱。D、偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，線圈匝數(shù)減少。（3）若粒子A的反粒子（q，m）從圖8的左端以V入射，還能直線從右端穿出嗎？（4）將磁感應強度增大到某值，粒子A將落到極板上，粒子落到極板時的動能為多少？［解析］［解析］⑴帶電粒子A進入場區(qū)后，受到庫侖力F1=qE和洛倫茲力F2=qVB的作用，如果帶電粒子穿過兩板間做勻速直線運動不發(fā)

5、生偏轉(zhuǎn)，應有F1=F2，即qE=qVB。所以。BEV?（2）粒子A在選擇器的右端入射，電場力與洛倫茲力同方向，因此不可能直線從左端穿出，一定偏向極板。若粒子打在極板上，由動能定理得??22212VVmdqE???又E=BV，所以。mqBdVVV??2（3）仍能直線從右端穿出，有（1）可知，選擇器（B，E）給定時，與粒子的電性、電量無關，只與速度有關。（4）增大磁感應強度B為后，有F2F1，即qvBqE，因此粒子A將偏向下極B板，最終落到

6、下極板。由動能定理??22212VVmdqE????得qBVdmVqEdmVmVEK2121212121222?????[變式訓練變式訓練3]目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機叫做磁流體發(fā)電機。這種發(fā)電機可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，它的發(fā)電原理是：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電的微粒，而從整體來說呈中性）噴射入磁場，磁場中A、B金屬板上會聚集電荷，產(chǎn)生電壓，設A、B兩平行金屬板的面積為S，彼此相距L，等離子體氣

7、體的電導率為σ（即電阻率的倒數(shù)），噴入速度為V，板間磁感應強度B與氣流方向垂直，與板相連的電阻阻值為R，如圖9所示，問流過R的電流I為多少？［變式訓練［變式訓練4］電磁流量計是對管道內(nèi)部流體流動沒有任何阻礙的儀器，廣泛應用于測量高粘度及強腐蝕性流體的流量（在單位時間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積）。假設流量計是如圖10所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c。流量計的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線