高中 | 磁流体发电机 题目答案及解析

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选修3-1

第三章 磁场

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动

磁流体发电机

如图所示,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,要想粒子获得的最大动能增大,增加电压$U$即可

","

图乙是磁流体发电机的结构示意图,可以判断出$A$极板是发电机的负极,$B$极板是发电机的正极

","

图丙是速度选择器,带电粒子(不计重力且只受电场和磁场的作用)能够从右向左沿直线匀速通过速度选择器

","

图丁是质谱仪的工作原理示意图,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝$S_{3}$,粒子的比荷越小

"]
[["B"]]

$\rm A$、根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式:$r= \dfrac{mv}{qB}$,则有:$v= \dfrac{qBr}{m}$,故最大动能为:$E_{km}= \dfrac{1}{2}mv^{2}= \dfrac{q^{2}B^{2}r^{2}}{2m}$,与加速电压无关,故$\rm A$错误;

$\rm B$、由左手定则知正离子向下偏转,所以下极板带正电,$A$板是电源的负极,$B$板是电源的正极,故$\rm B$正确;

$\rm C$、若带电粒子从右孔射入,若是正电荷,所受的电场力和洛伦兹力均向下,向下偏转;若是负电荷,所受的电场力和洛伦兹力均向上,向上偏转,故粒子不可能沿直线穿过场区,故$\rm C$错误;

$\rm D$、根据洛伦兹力提供向心力有$qvB=m\dfrac{v^{2}}{R}$,则$\dfrac{q}{m}=\dfrac{v}{BR}$,知粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝$S_{3}$粒子的半径$R$越小,荷质比越大,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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