思維方法
1．速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計和霍爾元件等．各種電磁儀器中，最終平衡的標(biāo)志是qvB＝qE＝q eq \f(U,d) .
2．對回旋加速器：(1)所加交變電場的周期T等于粒子做圓周運動的周期；
(2)粒子最大速度v＝ eq \f(qBR,m) ，與加速電壓U無關(guān)．
選擇題
1.
如圖所示，水平放置的兩塊平行金屬板，充電后與電源斷開．板間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)電場E和垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(不計重力及空氣阻力)，以水平速度v0從兩極板的左端中間射入場區(qū)，恰好做勻速直線運動．則( )
A．粒子一定帶正電
B．若僅將板間距離變?yōu)樵瓉淼?倍，粒子運動軌跡偏向下極板
C．若將磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度均變?yōu)樵瓉淼?倍，粒子仍將做勻速直線運動
D．若撤去電場，粒子在板間運動的最長時間有可能是 eq \f(2πm,qB)
2．(多選)如圖所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源兩端相連．現(xiàn)分別加速質(zhì)子( eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(1)) H)和氘核( eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H).下列說法中正確的是( )
A．它們的最大速度相同
B．質(zhì)子的最大動能大于氘核的最大動能
C．加速質(zhì)子和氘核所用高頻電源的頻率相同
D．僅增大高頻電源的電壓不可能增大粒子的最大動能
3．(多選)磁流體發(fā)電機(jī)又叫等離子體發(fā)電機(jī)，如圖所示，燃燒室在3 000 K的高溫下將氣體全部電離為正離子與負(fù)離子，即高溫等離子體．高溫等離子體經(jīng)噴管提速后以1 000 m/s的速度進(jìn)入矩形發(fā)電通道．發(fā)電通道有垂直于噴射速度方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為6 T，等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在兩極間形成電勢差，已知發(fā)電通道長a＝50 cm，寬b＝20 cm，高d＝20 cm，等離子體的電阻率ρ＝2 Ω·m，則以下判斷中正確的是( )
A．發(fā)電機(jī)的電動勢為1 200 V
B．開關(guān)斷開時，高溫等離子體可以勻速通過發(fā)電通道
C．當(dāng)外接電阻為8 Ω時，電流表示數(shù)為150 A
D．當(dāng)外接電阻為4 Ω時，發(fā)電機(jī)輸出功率最大
4．[2020·全國卷Ⅱ，17]CT掃描是計算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，CT掃描機(jī)可用于對多種病情的探測．圖(a)是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖(b)所示．圖(b)中M、N之間有一電子束的加速電場，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進(jìn)，打到靶上，產(chǎn)生X射線(如圖中帶箭頭的虛線所示)；將電子束打到靶上的點記為P點．則( )
A．M處的電勢高于N處的電勢
B．增大M、N之間的加速電壓可使P點左移
C．偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于紙面向外
D．增大偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點左移
5．質(zhì)譜儀可以測定有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有一種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)可簡化為如圖所示，有機(jī)物的氣體分子從樣品室注入離子化室，在高能電子作用下，樣品氣體分子離子化或碎裂成離子．若離子化后的離子帶正電，初速度為零，此后經(jīng)過高壓電源區(qū)、圓形磁場室(內(nèi)為勻強(qiáng)磁場)、真空管，最后打在記錄儀上，通過處理就可以得到離子比荷 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(q,m))) ，進(jìn)而推測有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)．已知高壓電源的電壓為U，圓形磁場區(qū)的半徑為R，真空管與水平面夾角為θ，離子進(jìn)入磁場室時速度方向指向圓心．則下列說法正確的是( )
A．高壓電源A端應(yīng)接電源的正極
B．磁場室的磁場方向必須垂直紙面向里
C．若離子化后的兩同位素X1、X2(X1質(zhì)量大于X2質(zhì)量)同時進(jìn)入磁場室后，出現(xiàn)圖中的軌跡Ⅰ和Ⅱ，則軌跡Ⅰ一定對應(yīng)X1
D．若磁場室內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，當(dāng)記錄儀接收到一個明顯的信號時，與該信號對應(yīng)的離子比荷 eq \f(q,m) ＝ eq \f(2U tan2\f(θ,2),B2R2)
第78練 （STSE問題）洛倫茲力與現(xiàn)代科技
1．答案：C
解析：不計重力，粒子僅受電場力和磁場力做勻速直線運動，合力為零．電場力與磁場力等大反向．該粒子可以是正電荷，也可以是負(fù)電荷，選項A錯誤；僅將板間距離變?yōu)樵瓉淼?倍，由于帶電荷量不變，板間電場強(qiáng)度不變，帶電粒子仍做勻速直線運動，選項B錯誤；若將磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場強(qiáng)度均變?yōu)樵瓉淼?倍，粒子所受電場力和磁場力均變?yōu)樵瓉淼?倍，仍將做勻速直線運動，C對．若撤去電場，粒子將偏向某一極板，甚至從左側(cè)射出，粒子在板間運動的最長時間可能是在磁場中運動周期的一半，選項D錯誤．
2．答案：BD
解析：設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q，則氘核質(zhì)量為2m，電荷量為q，它們的最大速度分別為v1＝ eq \f(BqR,m) 和v2＝ eq \f(BqR,2m) ，選項A錯誤；質(zhì)子的最大動能Ek1＝ eq \f(B2q2R2,2m) ，氘核的最大動能Ek2＝ eq \f(B2q2R2,4m) ，選項B正確；高頻電源的頻率與粒子在磁場中的回旋頻率相同，即f1＝ eq \f(qB,2πm) ，f2＝ eq \f(qB,4πm) ，所以加速質(zhì)子和氘核所用高頻電源的頻率不相同，選項C錯誤；被加速的粒子的最大動能與高頻電源的電壓無關(guān)，所以僅增大高頻電源的電壓不可能增大粒子的最大動能，選項D正確．
3．答案：ABD
解析：離子在復(fù)合場中由 eq \f(U,d) q＝qvB，得電源電動勢U＝vBd＝1 200 V，故A正確；開關(guān)斷開時，高溫等離子體在磁場力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致極板間存在電壓，當(dāng)電場力與磁場力平衡時，高溫等離子體可以勻速通過發(fā)電通道，故B正確；由電阻定律r＝ρ eq \f(d,ab) ＝4 Ω，得發(fā)電機(jī)內(nèi)阻為4 Ω，由閉合電路歐姆定律得，當(dāng)外接電阻為8 Ω時，電流為100 A，故C錯誤；當(dāng)外電路總電阻R＝r時有最大輸出功率，故D正確．
4．答案：D
解析：電子帶負(fù)電，故必須滿足N處的電勢高于M處的電勢才能使電子加速，故A選項錯誤；由左手定則可判定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，故C選項錯誤；對加速過程應(yīng)用動能定理有eU＝ eq \f(1,2) mv2，設(shè)電子在磁場中運動半徑為r，由洛倫茲力提供向心力有evB＝ eq \f(mv2,r) ，則r＝ eq \f(mv,Be) ，電子運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知，電子從磁場射出的速度方向與水平方向的夾角θ滿足sin θ＝ eq \f(d,r) （其中d為磁場寬度），聯(lián)立可得sin θ＝dB eq \r(\f(e,2mU)) ，可見增大U會使θ減小，電子在靶上的落點P右移，增大B可使θ增大，電子在靶上的落點P左移，故B選項錯誤，D選項正確．
5．答案：D
解析：加速帶正電的離子，高壓電源的B端帶正電，A項錯誤；由左手定則可知磁場方向垂直紙面向外，B項錯誤；由洛倫茲力提供向心力得軌道半徑r＝ eq \f(mv,qB) ，同位素的電荷量相同，所以軌道半徑小的軌跡Ⅰ對應(yīng)的離子質(zhì)量小，即為X2，C項錯誤；在電場中有qU＝ eq \f(1,2) mv2，在磁場中有r＝ eq \f(mv,qB) ，且有tan eq \f(θ,2) ＝ eq \f(R,r) ，聯(lián)立解得 eq \f(q,m) ＝ eq \f(2U tan2\f(θ,2),B2R2) ，D項正確．

相關(guān)試卷

統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第77練帶電粒子在交變電、磁場中的運動含答案：

這是一份統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第77練帶電粒子在交變電、磁場中的運動含答案，共4頁。

統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第74練帶電粒子在有界磁場中的臨界極值問題含答案：

這是一份統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第74練帶電粒子在有界磁場中的臨界極值問題含答案，共7頁。試卷主要包含了數(shù)學(xué)方法和物理方法結(jié)合，答案等內(nèi)容，歡迎下載使用。

統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第73練磁場對運動電荷(帶電體)的作用含答案：

這是一份統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第73練磁場對運動電荷(帶電體)的作用含答案，共6頁。

英語朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第72練磁場對通電導(dǎo)線的作用力含答案

統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第72練磁場對通電導(dǎo)線的作用力含答案
統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第71練磁場的描述含答案

統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練九磁場第71練磁場的描述含答案
統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練七靜電場第60練(STSE問題)電場中的STSE問題含答案

統(tǒng)考版高考物理復(fù)習(xí)熱點專項練七靜電場第60練(STSE問題)電場中的STSE問題含答案
高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)考點十一磁場安培力與洛倫茲力第90練(STSE問題)洛倫茲力與現(xiàn)代科技含解析

高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)考點十一磁場安培力與洛倫茲力第90練(STSE問題)洛倫茲力與現(xiàn)代科技含解析
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯誤

手機(jī)驗證碼 獲取驗證碼

手機(jī)驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部