2014高考物理易错点汇总：要准确把握“与粒子相关的各种重要装置

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　　要准确把握“与粒子相关的各种重要装置——直线加速器、回旋加速器、速度选择器、磁液体发电机、质谱仪、电磁流量计、霍尔效应”的基本用途与基本原理

　　这是带电粒子在复合场(至少存在重力场、电场和磁场中两个场)的综合应用，高考题中频繁出现。其中有一个最基本的特点：电场力(或重力)只是用来对带电粒子做功的;磁场只是用来使带电粒子偏转的(洛仑兹力永远不做功)。

　　(1)直线加速器：就是带电粒子经过一直线型的加速电场进行加速。使用的公式为：qU=mv2/2;

　　(2)回旋加速器：就是带电粒子经过交变电场的不断加速又经过磁场的不断回旋，最终达到很大的能量。显然，交变电场

　　的作用是加速，磁场的作用是使粒子改变方向后不断地重复加速。用到的主要公式是：加速时qU=mvt2/2- mv02/2(开始加速时的公式为qU=mv2/2);偏转时：qvB= m•4π2/T2;

　　(3)速度选择器：就是只有以一定初速度的粒子进入某正交的电场与磁场，才能匀速地被“选择”出来，其它不满足这一速度的粒子将发生偏离而不能被匀速“选择”。所使用的主要公式就是：qvB= qE;显然，所满足的速度条件是：v=E/B;(注意，近年来常考的是带电粒子在复合场中的运动，且场力不平衡，最好的方法是利用将运动分解)

　　(4)磁液体发电机：就是等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正、负电的粒子)“喷入”某个极板间的磁场中，最终粒子在磁场的作用下发生上下偏转而聚集到两极板上形成了电势差，最终粒子匀速“飞行”时，两极板的电势差最大，这两极板就相当于一电源，这种装置就叫磁液体发电机。使用到的主要公式是：qvB= qE电，则两极板的最大电势差即电源的电动势为E=E电•d=Bvd，其中d为两极板间的距离;

　　(5)质谱仪：就是通过测量微观带电粒子质量和分析同位素的一种装置。就是将带电粒子通过速度选择器后，再经过磁场编转，找了不同粒子偏转的不同的半径而计算出所应对质量。主要使用的公式是：qvB= qE，(速度选择器)，进入磁场后有qvB=mv2/r，得出m=qBr/v=qB2r/E

　　(6)电磁流量计：就是由一个非磁性材料制成的装有导电液体的导管，在外部磁场的作用下，使液体中的自由电荷发生偏离，使得导管上下表面形成电场。当自由电荷在其中所受的电场力与洛仑兹力平衡时，导管上下表面就形成稳定的电势差，由此就可以算出流动的液体流量。所用的主要公式是：qvB= qE=Uq/d，得出v=U/Bd，液体的流量为Q=Sv=πd2/4•U/Bd=πd U /4B，其中，d是导管的直径。

　　(7)霍尔效应：将载流导体放在一匀强磁场中，当磁场方向与电流方向垂直时，导体将在与磁场、电流的垂直方向上形成电势差(也叫霍尔电压)，这个现象就称之为霍尔效应。所使用的主要公式是：

　　evB= eE=eU/d，其中v是电流中自由电子移动的平均速度，又由电流强度的微观表达式I=nevS，(其中S为横截面积)，得出电势差U=IB/neh，其中h为形成电势差两表面的距离。

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