1.(2021年诸暨中学月考)(多选)磁流体发电是一项新兴技术.如图所示,平行金属板之间有一个很强的磁场,将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体,沿图中所示方向喷入磁场.图中虚线框部分相当于发电机,把两个极板与用电器相连,则( )
A.用电器中的电流方向从B到A
B.用电器中的电流方向从A到B
C.若只断开用电器,发电机两极板间电压增大
D.若只增大喷入粒子的速度,发电机的电动势增大
【答案】BCD
2.(多选)质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备,它的构造原理如图所示.离子源S产生的各种不同正离子束(初速度可视为零),经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场,运转半周后到达照相底片上的P点.设P到S1的距离为x,则( )
A.若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越小
B.若离子束是同位素,则x越大对应的离子质量越大
C.只要x相同,对应的离子比荷一定相同
D.只要x相同,对应的离子电荷量一定相同
【答案】BC 【解析】根据动能定理得qU=mv2,根据qvB=m,解得r=,而x=2r=,若离子束是同位素,x越大对应的离子质量越大,A错误,B正确;根据x=2r=,只要x相同,对应的离子的比荷一定相等,D错误,C正确.
3.(多选)如图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和匀强电场的强度分别为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.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.质谱仪是一种可测定带电粒子比荷的仪器
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大
【答案】BCD 【解析】在速度选择器中,电场力和洛伦兹力平衡,有qE=qvB,解得v=,故A错误.根据带电粒子在磁场中的偏转方向,根据左手定则知,该粒子带正电,则在速度选择器中电场力水平向右,则洛伦兹力水平向左,根据左手定则知,磁场方向垂直纸面向外,故B正确.进入偏转磁场后,有qvB0=m,解得=,可知质谱仪是可以测定带电粒子比荷的仪器,故C正确.由上式可知,越靠近狭缝P,r越小,比荷越大,故D正确.