1．在地球的北极极点附近，地磁场可看做匀强磁场．假设有一人站在北极极点，他面前有一根重力不计的水平放置的直导线，通有方向自左向右的电流，则此导线受到的安培力方向是( ) www.ks5

A．向前　　 B．向后　　 C．向下　　 D.向上

3. 关于回旋加速器的几个问题

(1) 回旋加速器中的D形金属盒，它的作用是静电屏蔽.

(2) 回旋加速器最后使粒子得到的能量为，E_max=，在粒子电量q、质量m和磁感应强度B一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越大.

(3)交变电压的周期与带电粒子做匀速圆周运动的周期相等：

　(4)M和N间的加速电场很窄,可忽略加速时间.故粒子在回旋加速器中运动时间为:

(5) 回旋加速器的优点是体积小,缺点是粒子的能量不会很高.按照狭义相对论,当粒子速度接近光速时,质量变大,则圆周运动的周期发生变化,粒子就不会总是赶上加速电场,这破坏了回旋加速器的工作条件.

磁场单元测试题

2.原理: 带电粒子在磁场中运动的半径为R=，所以粒子被加速后回旋半径一次比一次大；而带电粒子在磁场中运动的周期T=，所以粒子在磁场中运动的周期始终保持不变，这样只要加在两个电极上的高频电源的周期与带电粒子在磁场中运动的周期相同，就可以保证粒子每经过电场边界时及时赶上合适的电场方向而被加速.

1.组成：两个D形金属盒，半径为R_D,大型电磁铁，高频振荡交变电压U.

　　　　　　 图11-5-5

图11-5-5是磁流体发电机，其原理是：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛仑兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差. 设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子气体的电阻率为ρ，喷入气体速率为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过A、B板间时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势.

从S极向N极看去,电路可视为图11-5-6:

此时:Eq=Bqv，

则有E=Bv，

电动势ε=EL=BLv. 电源内阻

r= .　　　 　　　　图11-5-6

由闭合电路欧姆定律知通过R中电流

I=

6．回旋加速器

图11-5-7是回旋加速器的俯视图:

图11-5-7

原理：如图11-5-4所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中　 　　　　　　　图11-5-4

有可以导电的液体向左流动. 导电液体中的自由电荷(正负离子)在洛仑兹力作用下横向偏转，a、b间出现电势差. 当自由电荷所受电场力和洛仑兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定.

　由Bqv=Eq=，可得v=，

流量Q=Sv=

图11-5-3是一种质谱仪的示意图, 其中MN板的左方是速度选择器.速率不同的带电粒子水平地由小孔S进入速度选择器，当v=E/B₁，相同速率的不同离子进入右侧的偏转磁场, 不同荷质比的离子轨道半径不同，将落在MN板的不同位置，由此可以用来测定带电粒子的质量和分析同位素.

工作原理:　　　　 　　　　　　　　　　　　　

选择器中　 　　　　　图11-5-3

偏转场中　 d=2r，

比荷

质量

2.特点:

(1)任何一个存在正交电场和磁场的空间都可看作速度选择器.

(2)速度选择器只选择速度大小而与粒子的电性、电量、质量无关.

(3)速度选择器，有确定的入口和出口.

(4)若v<，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加

(5)若v>，洛仑兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少

如图11-5-2所示，带电粒子所受重力可忽略不计,运动方向相同而速率不同的离子组成的离子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区中.

1.工作原理

　　　　　　　 　　图11-5-2　　　　　　　　　　　　　　　　

离子运动轨迹不发生偏折时Bqv=Eq

则v=

2.特点:

　(1)其中对同一个电流表来说，k、n、B、L、d是一定的，因此I∝θ,故电流表刻度是均匀的.

(2) 磁场均匀地辐向分布，不论通电线圈转到什么位置，线圈平面都跟磁感线平行，安培力大小不变, 因此安培力的力矩不变.