第一章 磁场 第四节 洛伦兹力与现代技术 基础对点练 1．(多选)某种质谱仪的工作原理如图所示，氖的同位素Ne和Ne，以几乎为零的初速度从容器A下方的小孔S1飘入加速电场，经过小孔S1、S3之间的真空区域后，经S3进入垂直于纸面的匀强磁场，最后分别打在照相底片D的x1、x2处．下列说法正确的是( ) A．匀强磁场方向垂直于纸面向里 B．Ne离开加速电场的速度比Ne小 C．Ne打在x1处 D．Ne在磁场中的运动时间比Ne短 2．如图所示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的磁感应强度和匀强电场的电场强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝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( ) A．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向里 B．质谱仪是分析同位素的重要工具 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小 3．如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近．若粒子源射出的粒子(初速度不计)电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，加速电压为U，下列说法中正确的是( ) A．所加交流电源的周期为 B．一个周期内粒子加速一次 C．粒子加速后获得的最大动能为 D．粒子在回旋加速器中的加速次数为 4．(多选)我国建造的第一台回旋加速器的模型如图甲所示，该加速器存放于中国原子能科学研究院．其工作原理如图乙所示，回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，电压大小为U，忽略粒子在电场中的运动时间．下列说法正确的是( ) A．电荷量为q的粒子每次经过D形盒之间的缝隙后，动能均增加qU B．由于粒子速度被逐渐加大，极板所加交流电的周期要相应减小 C．粒子从加速器出来的最大速度与D形盒的半径大小及磁场的磁感应强度有关 D．α粒子(He)与氘核(H)经同一回旋加速器加速后获得相同的动能 5．回旋加速器的示意图如图所示，两个D形盒半径均为R，两D形盒之间的狭缝中存在周期性变化的加速电场，加速电压大小为U，D形盒所在空间存在垂直于盒面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，回旋加速器中心O处有一粒子源，可无初速度释放质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子，经过多次加速后在D形盒的边缘被引出．不计粒子之间的相互作用和相对论效应，忽略粒子经过狭缝的时间，则粒子从无初速度释放到离开加速器的过程中所需要的时间为( ) A． B． C． D． 6．两个相同的回旋加速器，分别接在加速电压为U1和U2的高频交流电源上，且U2＝2U1，有两个相同的带电粒子分别在这两个加速器中运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为t1和t2，获得的最大动能分别为Ek1和Ek2，则有( ) A．t1＝t2，Ek1＝Ek2 B．t1＝t2，Ek1＜Ek2 C．t1>t2，Ek1＝Ek2 D．t1>t2，Ek1＜Ek2 7．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板A、B与电阻R和电流表相连，现将等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)喷入磁场，下列说法正确的是( ) A．A板的电势高于B板电势 B．若只增大两板间距离，电流表示数减小 C．若只增大磁感应强度，电流表示数减小 D．磁流体发电机的非静电力为洛伦兹力 8．(多选)磁流体发电机又叫等离子体发电机，如图所示，燃烧室在3 000 K的高温下将气体全部电离为电子和正离子，即高温等离子体．高温等离子体经喷管提速后以1 000 m/s进入矩形发电通道．发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度为6 T．等离子体发生偏转，在两极间形成电势差．已知发电通道长a＝50 cm，宽b＝20 cm，高d＝20 cm，等离子体的电阻率ρ＝2 ... ...
