江苏省2019版高考物理专题三第三讲带电粒子在复合场中的运动课后达标检测卷（含解析）.docx

带电粒子在复合场中的运动1.多选(2018南京三模)如图所示，宽度为d、厚度为h的金属导体放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明：当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为Uk，该式中的比例系数k称为霍尔系数，设载流子的电荷量大小为q，金属导体单位体积内的自由电荷数目为n，下列说法正确的是()A导体上表面的电势大于下表面的电势B霍尔系数为kC载流子所受静电力的大小FqD载流子所受洛伦兹力的大小F洛解析：选BD由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力向上，由于金属的载流子是自由电子，故导体上表面的电势小于下表面的电势，故A错误；导体中的电场强度E，载流子所受电场力FqEq，故C错误；稳定时，电场力与洛伦兹力相等，即qqvB，解得UBhv，又电流的微观表达式：InqSvnqhdv，解得：U，则霍尔系数为k，故B正确；稳定时，电场力与洛伦兹力相等，载流子所受洛伦兹力的大小F洛Bqv，故D正确。2.多选(2018江苏六市二模)回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子在狭缝间加速的时间忽略不计。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直。粒子源A产生的粒子质量为m，电荷量为q，U为加速电压，则()A交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半B加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大CD形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大D磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大解析：选CD为了保证粒子每次经过电场时都被加速，必须满足交变电压的周期和粒子在磁场中回转周期相等，故A错误；当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据洛伦兹力提供向心力qvmBm，解得：vm，则粒子获得的最大动能为：Ekmmvm2，可知，带电粒子的速度与加速电压无关，D形盒半径R越大，磁感应强度B越大，粒子的速度越大，即粒子获得的最大动能越大，B错误，C、D正确。3.(2018江苏七市三模)磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电。下列说法正确的是()A仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大B仅增强磁感应强度，发电机的电动势将减小C仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大D仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大解析：选D电荷处于平衡，有qvBq，解得：E电Bdv，由此可知仅减小两板间的距离，发电机的电动势将减小，仅增强磁感应强度，发电机的电动势将增大，故A、B错误；根据欧姆定律和功率公式可知，当外电阻和内阻相等时，输出功率最大，所以增加负载的阻值，发电机的输出功率不一定增大，故C错误；由E电Bdv，可知仅增大磁流体的喷射速度，电动势将增大，因为总电阻不变，所以输出功率将增大，故D正确。4.(2018徐州考前模拟)在xOy平面内，x轴上方存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，x轴下方存在电场强度为E，方向沿y轴正方向的匀强电场，一个质量为m，电荷量为q的带正电粒子(不计粒子的重力)从坐标原点以速度v沿y轴正方向射入磁场区域。求：(1)粒子在磁场中运动的轨道半径；(2)写出粒子从出发开始计时，到第一次打到x轴前，粒子的位移s随着时间t变化的表达式；(3)粒子从出发到第n次到达x轴的平均速度的大小。解析：(1)根据洛伦兹力提供向心力，粒子在磁场中偏转有qvBm得R。(2)由T，得t，即由图中几何关系可知：s2Rcos 2Rsin 粒子的位移随着时间变化的表达式：ssin ，其中t。(3)粒子在磁场中的运动周期T在电场中往返一次运动时间：t1设第n次到x轴的位移为x，时间为t，平均速度为n为奇数时：第n次到x轴的位移为x2R，时间为tt1平均速度为n为偶数时： 第n次到x轴的位移为x2R，时间为tt1平均速度为。答案：(1)(2)ssin ，其中t当匀强磁场方向垂直于纸面向里时，若电子打不到圆筒坐标纸上，设磁场的磁感应强度为B2，电子做圆周运动的轨道半径为r2，则根据几何关系：22r22洛伦兹力提供