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《走向高考》2013高考物理总复习 8-4电磁场在实际中的应用 60张


走向高考· 物理
人教版 ·高考一轮总复习

路漫漫其修远兮 吾将上下而求索

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必考内容

必考内容

第八章

磁 场

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第八章
磁 场

必考内容

第八章

磁 场

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第4讲 电 场 实 中 应 磁 在 际 的



必考内容 第八章

第4讲

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考点体验

题型突破

课后强化作业

必考内容 第八章

第4讲

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考点体验

必考内容 第八章

第4讲

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速选器 度择
考自 点清

必考内容 第八章

第4讲

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1.原 : 图 示 由 受 力 忽 不 , 动 向 理如所,所重可略计运方 相 而 率 同 带粒 组 的 同 速 不 的 电 子 成 粒 子 射相 正 的 束 入 互 交 匀 E,

强场匀磁所成场中已电强大为 电和 强 场 组 的区 。知 场 度小 方向, 场磁应度 向下磁 的感强为 若子动迹发偏 粒运轨不生转

B,方向垂直于纸面向里, (重 不 力 计 ), 须 足 衡 件 必满平条: E v=B的 子 速 选 器 粒从度择

qBv=qE,故 v=E, 样 把 足 B 这就满

中择来。 选出了

必考内容 第八章

第4讲

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2. 点 特 () 速 选 器 选 速 1 度择只择度 (大 、 向 小方 ), 不 择 子 而选粒的

质和量如图从侧射不穿场。 量电。上若右入则能出区 () 速 选 器 2 度择 B、E、v 三 物 量 大 、 向 相 个理的小方互约
等 、 反向 。如 大

束 以 证 子 到 电 力 洛 兹 , 保 粒 受 的 场 和 伦 力 图只变场 中改磁 B的 向 粒 将 下 转 方,子向偏。

必考内容 第八章

第4讲

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() 当 v′>v=E/B 时 则 qBv′>qE, 子 上 转 当 3 , 粒向偏; v′<v=E/B 时 qBv′<qE, 子 下 转 , 粒向偏。

必考内容 第八章

第4讲

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归领 纳悟 E 1.由 v=B可 看 通 调 以出过节 两的压 端电 度 v。 2. 度 择 对 、 电 均 用 且 两 间 离 速选器正负荷适,其极距极 小粒稍偏,会到板。 ,子有转即打极上 E(即 节 度 择 电 调速选器极

)和 B 就 以 择 进 偏 磁 的 电 子 速 可选出入转场带粒的

必考内容 第八章

第4讲

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3. 度 择 中 速选器的

E、B 的 向 有 定 关 , 改 方具确的系仅

变 中 个 方 ,不 对 度 出 择在 合 的 其 一 的 向 就 能 速 做 选 。 复 场 方 向 合 求 情 符 要 的 况 , 论 电 子 性 如 , 要 电 下不 带 粒 的 质何 只 带

粒 沿 设 的 向入 合 , 可 对度 行 择 子 着 定 方 进 复 场 就 以 速 进 选 , 因洛兹的向速方有。 为伦力方与度向关

必考内容 第八章

第4讲

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质仪 谱

考自 点清 1. 途 质 仪 利 用:谱是用
电场 和 磁场 控 电 运 的 制荷动

精仪,是种量电子质和析位的 密器它一测带粒的量分同素重 要具 工。

必考内容 第八章

第4讲

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2.构造:质谱仪由静电加速器、速度选择器、偏转磁场、显 示 等成 如所: 屏 组, 图示 速选器 度择 ①带 粒 注 器 电子 入; ②加 电 速 场 (U);③

(B1、E);④偏 磁 转 场 (B2);⑤照 底 。 相片

必考内容 第八章

第4讲

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归领 纳悟 质仪工原:图示设一量 谱的作理如所,有质为 荷为 量 q 的子从器 粒,容 ①进 加 电 入速场 ④, 到 相 片 打 照 底 m, 电 带 ②, 后 经 度 然再速 ⑤上 根 打 的 , 据 上

选择器③进 偏 磁 入 转 场

位 ,以 出 电 子 偏 半 置可 测 带 粒 的 转 径 速由能理得 ,动定可

r。 子 加 电 中 粒在速场加 2qU m 。

1 2 mv =qU, v= 则 2

必考内容 第八章

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粒在场做速周动轨半 子磁中匀圆运的道径 mv r= qB = 2mU qB2 qB2r2 m= 2U (电 量 质 之 荷与量比 )

所粒的量 以子质

若 q 也 知则 求 该 子 比 未 ,可 出 粒 的 荷 q 2U m=B2r2。

必考内容 第八章

第4讲

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回加器 旋速
考自 点清 1.基 构 本 造 (如 所 图示 ) 回加器核部是置磁中两 旋速的心分放在场的个 属 盒 (如 所 扁 图 示 ), 基 组 为 其本成: 金盒 属 ; ③匀 磁 ; 强场 空器 容。 ④高 电 ; 频源 D形 金 的

①粒 源 子 ; ②两个 D 形 ⑤粒 引 装 ; 子出置 ⑥真

必考内容 第八章

第4讲

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必考内容 第八章

第4讲

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2.工 原 作理 () 电 加 1 场速 qU= ΔEk v2 mv qBv=m r ,r= qB ∝v D形 中 盒运

() 磁 约 偏 2 场束转

() 加 条 : 频 源 周 与 电 子 3 速件高电的期带粒在 2πm 动周相, 的期同即 T 电场=T 回 = qB 。 旋

必考内容 第八章

第4讲

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归领 纳悟 1.带 粒 在 旋 速 内 动 决 其 终 量 因 电子回加器运,定最能的 素 由于 D 形 属 的 小 定 所 不 粒 的 小 带 金盒大一,以管子大及 电 如 , 子 终加 器 射 时 具相 的 转 量 何 粒 最 从 速 内 出 应 有 同 旋 半 径由顿二律 。牛第定得 由可 此得 mvn 2 qvnB= r n

q2B2rn 2 Ekn= 2m

必考内容 第八章

第4讲

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可见,粒子获得的能量与回旋加速器的直径有关,直径 越,子得能就大 大粒获的量越。

必考内容 第八章

第4讲

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2.决 带 粒 在 旋 速 内 动 间 短 因 定电子回加器运时长的素 带电粒子在回旋加速器内运动时间的长短,与带电粒子 做 速 周 动 周有 , 时 与 电子 磁 中 匀 圆 运 的 期 关 同 还 带 粒 在 场 转 动 圈 有 。带 粒 在 场 转 的 数 的 数 关设 电 子 磁 中 动 圈 为 压为 U。 每 速 次 子 得 量 因加一粒获能为 n, 速 加电 qU, 圈 两 加 。 每有次速

q2B2rn 2 q2B2rn 2 qB2rn 2 结合 Ekn= 知,2nU = q , 此 n= 因 。以 所 2m 2m 4mU qB2rn 2 2πm 带电粒子在回旋加速器内运动时间 t=nT= · = 4mU qB πBrn 2 。 2U
必考内容 第八章 第4讲

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霍效 尔应
考自 点清 如所,为 图示高 h、 为 d 的 体 于 强 场 宽 导置匀磁 A和表 下面 B中 , A′之间

当流过体,导板上面 电通导时在体的表

产 电 差这现 称 霍 效 ,电 称 霍 电。 生势,种象为尔应此压为尔压 设尔体自电 霍导中由荷 右则子洛兹 ,电受伦力 (载 子 )是 由 子 图 电 方 向 流 自 电 ,中 流 向
向上 , 上 面 在表

A积 电 聚子

必考内容 第八章

第4讲

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则 qBv=qE,E=Bv 电 差 U=Eh=Bhv, I=ns v 势 又 q

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第4讲

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S为 体 横 面 导的截积 1 得 v=nh qd

S =hd

BI KBI 所以 U=Bhv=nd = d q 1 K=nq, 为 尔 数 称霍系。

必考内容 第八章

第4讲

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归领 纳悟 测导内由荷浓 定体自电的度 荷只测 。要出 n,断 体 是 种 由 判导内何自电 K 和 n。 出 测霍 类。 型

B、I、U 和 d, 得 尔 数 可霍系

尔 压 U的 、 , 可 断 由 荷 电 正负即判自电的

必考内容 第八章

第4讲

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磁计测磁应度 强:量感强 体接 ,有

B的器磁计有块 仪。强中一导

a、b、c、d 四 电 , 体 于 强 场 , 图 个极导置匀磁中如 I,c、d 间 现 势 出电差 U。 上 的 由面

所 。 a、b 间 有 流 示 通电 讨可 论得

nU q l B= I ,则 B∝U。 要 磁 计 已 的 场 只将强在知磁中 U 来 定 B。 确

定刻,可过量 好度即通测

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第4讲

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题型突破

必考内容 第八章

第4讲

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质仪 谱
命规 题律 比。 荷 根质仪工原,定子 据谱的作理确粒 的量 质或

必考内容 第八章

第4讲

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如 所 ,谱 主 是 来 究 位 图 示质 仪 要 用 研 同 素 序相,子量同元 数同原质不的素 量为 q 的 离 , 正子经 入子度择 粒速选器 )的 器 正 子 产 带 仪。离源生电

(即 子 原

S1、S2 两 属 间 电 金板的压

U加 后 进 速, E 的匀

P1、P2 之 。 P1、P2 之 有 强 间 间场为

强场与正的感强为 电和之交磁应度 选器粒经 择的子

B1 的 强 场 通 速 匀磁,过度 B2 的 强 场 一 匀磁沿

S3 细 射 磁 应 度 孔入感强为

半轨运,到相片 圆迹动射照底 质为 量 m, 片 光 距 孔 底感处细

M上 使 片 光 若 离 ,底感 ,该子 S3 的 离 距为 x, 证 : 试明 m=

qB1B2x/2E。
必考内容 第八章 第4讲

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必考内容 第八章

第4讲

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[证明] 正 子 过 度 择 后 速 , 由 离通速选器的度可 B1qv=Eq, 得 v=E/B1。 求 正子磁 离在场 B2 中 圆 运 时 做周动, r=x/2=mv/B2q,即

m=B2qx/2v=B1B2qx/2E。

必考内容 第八章

第4讲

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[总 评 结述 ] 由题知 本可

q/m∝1/x(x 为 旋 径 回直

)对 谱 质

仪 说 可 通 谱的 数 强 来 定位 的 类 来 , 以 过 线 条 和 弱 确 同 素 种 和 含的少这实测的本理 量多,是际量基原。

必考内容 第八章

第4讲

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(02 21·

惠州 4 月 考 )质 仪 原 如 所 。粒 源 模 谱 的 理 图 示从 子

S

出 时 粒 速 很, 以 做 速 为, 子 过 来 的 子 度 小 可 看 初 度 零 粒 经 电 场 速 进 有 的直 面 里 匀 磁区 , 沿 加 后 入 界 垂 纸 向 的 强 场 域 并 着 半周动达照底上 圆运而到相片的 离为 x, 以 说 正 的 则下法确是 ( P点 测 ,得 ) P点 入 的 到口距

必考内容 第八章

第4讲

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A. 加 电 增 , 他 不 , 仅速压大其量变则 B. 匀 磁 增 , 他 不 , 仅强场强其量变则 C. 粒 的 量 大 其 量 变 则 仅子质增,他不, D. 粒 的 荷 增 , 他 不 , 仅子电量加其量变则

x 增大 x 增大 x增 大 x 增大

[答案] AC
必考内容 第八章 第4讲

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[解析]

粒 在 场加 , 动 定 , 子 电 中 速 由 能 理

1 2 qU= mv , 2 mv 2 r= qB ,则 x=2r=B

粒 进 磁 , 圆 运 的 径 子 入 场 做 周 动 半 的 2mU 可增 q ,见大 C 对。 m、U, 减 或小

B、q, 增 可大

x,故 A、

必考内容 第八章

第4讲

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回加器 旋速
命规 题律 大能运时。 动或动间 根回加器工原,定子最 据旋速的作理确粒的

必考内容 第八章

第4讲

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如所,旋速 图示回加器 加速 量 质为 m、 荷 为 电量

D形的径 盒半为

R, 来 用

q的子使子静加到 质,质由止速能

量为 E 后 由 A 孔 出 求 , 射,:

必考内容 第八章

第4讲

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() 加 器 匀 磁 1 速中强场 () 设两 D 形 间 为 2 盒距

B的 向 大 ; 方和小 d, 间 压 其电为 U, 场 为 强 电视匀

电 , 子 次 电加 后 量 加 加到 述 量 场 质 每 经 场 速 能 增 , 速 上 能 所 需旋数 回周; () 加 到 述 量 需 间 3 速上能所时。

必考内容 第八章

第4讲

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[解析]

() 带 粒 在 场 做 速 周 动 由 1 电 子 磁 中 匀 圆 运 ,

Bqv

mv2 BR q 1 2 1 BR 2 q = R 得,v= m ,又 E= mv = m( m ) 2 2 2mE 所以 B= Rq , 向 直 纸 向 方垂于面里

必考内容 第八章

第4讲

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() 带 粒 每 过 个 期 电 加 二 , 量 加 2 电子经 一周 被场速次能 增 E 2qU, : E=2q n ,n= 则 U 2qU () 可 忽 带 粒 在 场 运 的 间 又 电 子 3 以略电 子电 中动时,带 粒 在场运周 磁中行期 2πm T= Bq , 以 所

E 2πm πmE πR 2mE t 总=nT= × = = 2qU Bq q2BU 2qU

必考内容 第八章

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[答案] E () 2 2qU

() 1

2mE Rq

方垂于面里 向直纸向

πR 2mE () 3 2qU

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(02 21·

江 南 一 西 昌 模

)劳 斯 利 斯 计 回 加 器 伦 和 文 设 的 旋 速 D形属半为 金盒径 R,

工原如所,于真中 作理图示置高空的

两 间 狭 很 ,电 子 过 时 可略 磁 应 盒 的 缝 小 带 粒 穿 的 间 忽 , 感 强 度为 B 的 强 场 盒 垂 . 频 流 频 为 匀 磁 与 面 直高 交 电 率 压为 U,若 A 处 子 产 的 子 量 粒源生质质为 f, 速 加电 m、 荷 为 电量+ q,

在 速 中 加 ,加 过 中 考 相论 应 重 加 器 被 速 且 速 程 不 虑 对 效 和 力 的响则列法确是 影,下说正的 ( )

必考内容 第八章

第4讲

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A. 子 加 后 最 速 不 能 过 质被速的大度可超 B. 子 开 旋 速 时 最 动 与 速 压 质离回加器的大能加电 正比 C. 子 开 旋 速 时 最 动 与 流 频 质离回加器的大能交电率 正比 D. 子 质第 径比 之为 2次第 1次过 和 经两

2πRf U 成

f成

D形间缝轨半 盒狭后道

1 ∶ 2

[答案] A

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第4讲

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[解析] 粒 每 经 狭 都 被 速 故 子 磁 中 子 次 过 缝 要 加 ,粒 在 场 做周动周 圆运的期 的大度 最速为 上得 式 , vm a x vm a x T与流的期同则子加后 交电周相,质被速 2πR 2πm = T =2πRf, 项 A 对 将 T= qB 代入 选 ; ?q R ?2 B Ek= ,加电 与速 2m B、C 错 设 n 次 过 ; 经狭 2次 第 1次 过 和 经两 2 ∶1,

qR B = m ,粒的能 故子动 f均 关选 无 ,项

压 U、 流 的 率 交电频 缝速为 的度

1 2 vn,则 nU = mvn, 子 q 质第 2

D形 间 缝 动 之 为 盒狭后能比 选项 D 错 。

2 ∶1, 道 径 比 轨半之为

必考内容 第八章

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磁体电 流发机

命规 题律 流电率。 、阻等

根磁体电工原,定路电 据流发机作理确电中

目,界正研一新发机磁体 前世上在究种型电叫流 发机如表它原:一等子喷入场 电,图示的理将束离体射磁, 在场有块属 磁中两金板 产电,下法确是 生压以说正的 A、B, 时 属 上 会 集 荷 这金板就聚电, ( )

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第4讲

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A.B 板 正 带电 B.A 板 正 带电 C. 他 件 变 只 大 入 度 其条不,增射速, D. 他 件 变 只 大 感 强 , 其条不,增磁应度 UAB 增 大 UAB 增大

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[解析] 由 手 则 带 电 离 向 偏 打 左定,正的子下转到 使B板 正 ,负 的 子 上 转 到 带电带电离向偏打 负, 电故 A正 , B错 ; 确 误设

B板 , A 板,使 A 板 带 d,当

A、B 两 之 的 离 板间距为

达稳时飞的电子力衡即 到定,入带离受平, 以 UAB=vdB, 只 加 入 度 当增射速 当增磁应度 只大感强

UAB qvB=q d ,所 v 时 AB 增 , ,U 大故 D正 。 确 C正 ; 确

B 时,UAB 增 , 大故

[答案] ACD

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(02 21·

汕 质 评 头 量 测

)如 为 流 发 机 原 图 等 图 磁 体 电 的 理 , )以 一 度 直 射 由 对 极 某速垂喷入一磁 A、B 是 对 行 磁 放 的 一平于场置金 “+”极 向 “-”极 由 流 ,

离体 子 束 (含 正 负 子 有 、离 C、D 产 的 强 场 , 生匀磁中 属 。 定 电 板 稳 后 流 此知 ( 可 )

表的 流 中 电 从

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A.D 磁 为 N 极 极 B. 离 向 正子 C. 离 向 负子 B板 转 偏 D磁 偏 极转

D. 子 磁 中 转 程 伦 力 其 做 离在场偏过洛兹对不功

[答案] AD

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[解析]

由 稳 后 流 中 电 从 于 定 电 表 的 流

“+”极 向 流

“-”极 故 属 ,金板 A板负子集 ,离聚在

A带电 正, B板负,离聚在 带电正子集 B板即离所的伦力向 ,正子受洛兹方竖

直 上 负 子 受洛 兹 方 竖 向, 左 定 向 , 离 所 的 伦 力 向 直 下 由 手 则 可两极的场向 知磁间磁方由 确 B、C 错 ; 伦 , 误洛 做 。 D正 。 功 确 D→C,故 D 磁 为 N 极 A 正 极 , 兹与子动速方垂,不 力离运的度向直永

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电流计 磁量

命规 题律

根 电 流 计 原 ,定 速流 等 据 磁 量 的 理确 流 、量 。

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一测血中流度器原如所, 种 量 管 血 速 仪 的 理 图 示在 动 血 左 两 加匀 磁 , 下 侧装 极 连 脉 管 右 侧 有 强 场 上 两 安 电 并 接 电 表设 管 径 压 ,血 直 是 电压表测出的电压为 2m 0m . ,场 磁 应 度 磁的感强为 00 V 1m . ) 0.080T,

,则血流速度大小为

________m/s。(取 位 效 字 两有数

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[解析]

血 作 电 液 流 过 中 洛 兹 的 液 为 解 , 动 程 受 伦 力 作

用 在 下 极 建电 , 流 受 的伦 力 该 , 上 两 间 立 场 当 体 到 洛 兹 与 电 场电力衡, 的场平时即 出 度 v=03 s 速 6m . / 。 U qvB=q d , 液 常 动 由 可 血正流,此求

[答案] 0.63

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[总 评 结 述 ] 速 选 器磁 体 电 、磁 量 具 度 择 、流 发 机电 流 计 有 同 原 。 实应 中 均 复 场运 的 子 相 的 理 在 际 用 , 以 合 中 动 粒 为 研对,定态满 究象稳状时足 U qvB=q d , 后 据 目 求 然根题要求 “由 变 厚

解 望 学 在 习注 归 积 , 所知 。 同 们 学 中 意 纳 累 使 学 识 薄”。

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医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动 脉血速。磁流由对极 的流度电血计一电 a和b以一磁 及对极 a、b

N和S构 , 极 的 场 均 的 使 时 两 极 成磁间磁是匀。用,电 均 血 壁 触 两点 连 、 场 向血 速 方 与 管 接 , 触 的 线 磁 方 和 流 度 向 两 垂 , 图 示由 血 中 正 离随 流 起 两 直 如 所 。 于 液 的 负 子 血 一 在 磁 中 动电 场 运 ,极 a、 之 会 微 电 差 在 到 衡 , b 间 有 小 势 。达 平 时

血内的场看是强场血中离所的 管部电可作匀电,液的子受电

必考内容 第八章

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场 和 场 的 力零 在 次 测 ,触 间 距 力 磁 力 合 为 。 某 监 中 两 点 的 离 为 3m 0m . 10V 6μ ,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为 。血速的 似 则流度 近值

,磁感应强度的大小为 04T 00 . )

和 极 a、b 的 负 电 正为 (

必考内容 第八章

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A.1m 3s ./ C.1m 3s ./

,a 正、b 负 B.2m 7s ./ ,a 负、b 正 D.2m 7s ./

,a 正、b 负 ,a 负、b 正

[答案] A

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[解析] 由 手 则 判 左定可定 U U =Eq,Bv=E= d 得 v=Bd=1m 3s ./

a为 极 正 , b为 极 由 负。

Bvq

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课后强化作业(点此链接)

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