高考物理一轮复习学案：专题15 带电粒子在复合场中的运动2

努力必有收获，坚持必会胜利，加油向未来！第第页高三复习专题15带电粒子在复合场中的运动2【题型1】速度选择器1、如图所示,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动,下列说法正确的是(

)A．粒子一定带负电B．粒子的速度大小v=B/EC．若粒子速度大小改变,粒子将做曲线运动D．若粒子速度大小改变,电场对粒子的作用力会发生改变2、在如图所示的平行板器件中，匀强电场E和匀强磁场B互相垂直。一束初速度为的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出。粒子重力不计，下列说法正确的是（）A．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的初速度一定大于B．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的动能一定增大C．若粒子沿轨迹③出射，则粒子的动能一定增大D．若粒子沿轨迹③出射，则粒子的电势能可能增大【题型2】磁流体发电机3、磁流体发电的原理如图所示．将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压．如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极．若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ．忽略边缘效应，下列判断正确的是（）A．上板为正极，电流B．上板为负极，电流C．下板为正极，电流D．下板为负极，电流4、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，则（）A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大B．仅增强磁场磁感应强度，发电机的电动势将增大C．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大D．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大【题型3】电磁流量计5、为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计(流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积)．如图所示,长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电压为U，污水流过管道时受到的阻力大小是,k为比例系数，L为污水沿流速方向的长度，为污水的流速．则A．污水的流量B．金属板M的电势不一定高于金属板N的电势C．电压U与污水中离子浓度无关D．左、右两侧管口的压强差6、2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如右下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）带电粒子所受洛伦兹力方向由M指向NB．M点的电势高于N点的电势C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D．只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量【题型4】霍尔元件7、霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数，且k＞0）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（）A．磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大B．k越大，传感器灵敏度（）越高C．若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高D．电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小8、笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件．当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态．如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为．当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭．则元件的（）A．前表面的电势比后表面的低B．前、后表面间的电压与无关C．前、后表面间的电压与成正比D．自由电子受到的洛伦兹力大小为【题型5】质谱仪9、1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的一束粒子由极板间左端射入质谱仪后分裂为a、b、c三束，分别运动到磁场边界的胶片上，它们的运动轨迹如图所示．则下列相关说法中正确的是()A．极板P1带正电B．a离子的电荷量最大C．所有离子从射入到打在胶片上所用时间相等D．若a、b、c离子为氢的三种同位素原子核，则c离子为氚核10、质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图所示，离子源S产生的比荷为k的离子束（速度可视为零），经M、N两板间大小为U的加速电压加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点。已知P点到小孔S1的距离为x，匀强磁场的方向垂直纸面向外，则（）A．M板带负电B．粒子进入匀强磁场的速度大小为C．匀强磁场的磁感应强度大小为D．x相同，对应离子的比荷可能不相等11、如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器.静电分析器通道中心线半径为R,通道内有均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面,磁感应强度为B的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后进入静电分析器,沿中心线MN做匀速圆周运动,而后由P点进入磁分析器中,最终经过Q点进入收集器.下列说法中正确的是()A．磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内B．加速电场中的加速电压U=ERC．磁分析器中圆心O2到Q点的距离d=D．任何离子若能到达P点,则一定能进入收集器【题型6】回旋加速器12、如图所示回旋加速器，设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，若忽略质子在电场中的加速时间，则下列说法正确的是（）A．质子在匀强磁场每运动一周被加速一次B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关C．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfRD．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子13、如图甲所示是处在匀强磁场中的真空室内的两个半圆形的金属扁盒(“D”型盒)，若“D”型盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，现在两“D”型盒间接入峰值为U0的交变电压，电压随时间的变化规律如图乙所示，将粒子源置于D1盒的圆心处，粒子源产生的质量为m、电荷