电子仪器类典型考试题型整理.pdf
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2021-12-09
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1
电子仪器类典型考试题型
精华 宋晓垒
1．如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体， 上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，
两极间距为
d
，极板面积为
S
，这两个电极与可变电阻
R
相连。
在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大
小为 B。发电导管内有电阻率为 ρ的高温电离气体，气体以
速度 v向右流动， 并通过专用管道导出。 由于运动的电离气
体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计
气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的
电功率
2
)
vBdS
P R
RS ρd
（
。调节可变电阻的阻值，根据上面
的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻 R消耗电功率的最大值为 (B)
A．
2 2
3
v B dS
ρ
B ．
2 2
4
v B dS
ρ
C ．
2 2
5
v B dS
ρ
D ．
2 2
6
v B dS
ρ
2．欧洲强子对撞机在 2010 年初重新启动，并取得了将质子加速到 1.18 万亿 eV 的阶段成果，为
实现质子对撞打下了坚实的基础。质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器，
在环形加速器中， 质子每次经过位置 A 时都会被加速
（图 1），当质子的速度达到要求后，再将它们分成
两束引导到对撞轨道中， 在对撞轨道中两束质子沿相
反方向做匀速圆周运动，并最终实现对撞（图 2）。
质子是在磁场的作用下才得以做圆周运动的。 下列说
法中正确的是 (D)
A．质子在环形加速器中运动时，轨道所处位置的磁
场会逐渐减小
B．质子在环形加速器中运动时，轨道所处位置的磁
场始终保持不变
C．质子在对撞轨道中运动时，轨道所处位置的磁场会逐渐减小
D．质子在对撞轨道中运动时，轨道所处位置的磁场始终保持不变
3. 下图为汤姆生在 1897 年测量阴极射线（电子）的荷质比时所用实验装置的示意图。 K 为阴极，
A
1
和 A
2
为连接在一起的中心空透的阳极，电子从阴极发出后被电场加速，只有运动方向与 A
1
和 A
2
的狭缝方向相同的电子才能通过，电子被加速后沿 00’方向垂直进人方向互相垂直的电场、磁场
的叠加区域。磁场方向垂直纸面向里，电场极板水平放置，电子在电场力和磁场力的共同作用下
发生偏转。已知圆形磁场的半径为 R，圆心为 C。
某校物理实验小组的同学们利用该装置，进行了以下探究测量：
首先他们调节两种场强的大小： 当电场强度的大小为
E
，磁感应强度的大小为
B
时，使得电子恰好
能够在复合场区域内沿直线运动；然后撤去电场，保持磁场和电子的速度不变，使电子只在磁场
力的作用下发生偏转， 打在荧屏上出现一个亮点 P，通过推算得到电子的偏转角为 a（即：CP 与 'OO
下之间的夹角）。若可以忽略电子在阴极
K
处的初速度，则：
(1 ）电子在复合场中沿直线向右飞行的速度为多大？
(2 ）电子的比荷（
m
e
）为多大？
(3 ）利用上述已知条件，你还能再求出一个其它的量吗？若能，请指出这个量的名称。
解：（ 1）电子在复合场中二力平衡，
即
evBeE
①
（2）如图所示，其中 r 为电子在磁场中做圆（弧）运动的圆轨道半径。
所以：
22
③
R
r
tan ④
又因：
r
v
mevB
2
⑤
联解以上四式得：
2
tan
2
RB
E
m
e
⑥
（3）还可以求出电子在磁场中做圆弧运动的圆半径 r 等（或指出： 加速电场的电压 U，等即可）
直线加速器
环形加速器
A
对撞轨道
图 1
图 2
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