2019版高考物理一轮复习精选题辑课练28带电粒子在复合场中的运动.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课练 28 带电粒子在复合场中的运动 1 (2018 江苏如皋质检 )(多选 )如图所示为磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体 (即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈电中性 )沿图示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板 A、 B，这时金属板上就会聚集电荷在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法正确的是 ( ) A A 板带负电 B有电流从 b 经用电器流向 a C金属板 A、 B 间的电场方向向下 D等离子体发生偏转的原因是离子所受的洛伦兹力大于所受的静电力 答案： ABD 解析： 根据左手定则可 知，正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，则 A

2、 板带负电，故 A正确因为 B 板带正电， A 板带负电，所以电流的流向为从 b 经用电器流向 a，故 B 正确因为 B 板带正电， A 板带负电，所以金属板间的电场方向向上，故 C 错误等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力，故 D 正确 2 (2018 广东珠海一模 )如图所示，从 S 处发出的电子经加速电压 U 加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子向下极板偏转设两极板间电场强度为 E，磁感应强度为 B.欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是( ) A适当减小电场强度 E B适当减小磁感应强度 B C适当增大加速电压 U D适当增

3、大加速电场极板之间的距离 答案： B 解析： 根据左手定则可知，电子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，故电子向下极板偏转的原因是电场力小于洛伦兹力，要想使电子沿直线从电磁复合场区域通过，则必须有 EqqvB，所以可以适当增大电场强度或适当减小磁感应强度， A 错误， B 正确；由 Ue 12mv2得 v 2Uem ，可以适当减小加速电压来减小电子进入电磁复合场的速度 v，从而使得 Eq qvB，C 错误；适当增大加速电场极板间的距离，但只要两板间电压不变，电子进入磁场的速度就不变，则电子受到的电场力仍小于它受到的洛伦兹力，电子向下偏转， D 错误 3 (2018 浙江杭州期末 )利用霍尔效应制作的

4、霍尔元件，被广泛应用于测量和自动控制等领域霍尔元件一般由半导体材料制成，有的半导体中的载流子 (即自由电荷 )是电子，【 精品教育资源文库 】 有的半导体中的载流子是空穴 (相当于正电荷 )如图所示，将扁平长方体形状的霍尔元件水平放置接入电路，匀强磁场垂直于霍尔元件的水平面竖直向下，闭合开关，让电流从霍尔元件的水平面竖直向下，闭合开关 ，让电流从霍尔元件的左侧流向右侧，则其前、后两表面会形成电势差现有载流子是电子的霍尔元件 1 和载流子是空穴的霍尔元件 2，两元件均按图示方式接入电路 (闭合开关 )，则关于前、后两表面电势高低的判断，下列说法中正确的是( ) A若接入元件 1 时，前表面电势

5、高；若接入元件 2 时，前表面电势低 B若接入元件 1 时，前表面电势低；若接入元件 2 时，前表面电势高 C不论接入哪个元件，都是前表面电势高 D不论接入哪个元件，都是前表面电势低 答案： A 解析： 若接入元件 1，载流子是电子，根据左手定则可知，电子向后表面偏转，故 前表面电势高；若接入元件 2，载流子是空穴，根据左手定则可知，正电荷向后表面偏转，故前表面电势低，后表面电势高， A 正确 4 (2018 陕西渭南一模 )质谱仪是一种测定带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示粒子源 S 产生一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子，粒子的初速度很小，可以看成是静止的

6、，粒子经过电压 U 加速进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，沿着半圆运动轨迹打到底片 P 上，测得它在 P 上的位置到入口处 S1的距离为 x，则下列说法正确的是 ( ) A对于给定的带电粒子，当磁感应强度 B 不变时 ，加速电压 U 越大，粒子在磁场中运动的时间越长 B对于给定的带电粒子，当磁感应强度 B 不变时，加速电压 U 越大，粒子在磁场中运动的时间越短 C当加速电压 U 和磁感应强度 B 一定时， x 越大，带电粒子的比荷 qm越大 D当加速电压 U 和磁感应强度 B 一定时， x 越大，带电粒子的比荷 qm越小 答案： D 解析： 在加速电场中由 Uq 12mv2得 v 2Uqm

7、，在匀强磁场中由 qvB mv2R 得 RmvqB， 且R x2，联立解得 qm 8UB2x2，所以当加速电压 U 和磁感应强度 B 一定时， x 越大，带电粒子的比荷 qm越小， C 错误， D 正确粒子在磁场中运动的时间 t T2 mqB ，与加速电压 U 无关， A、 B错误 【 精品教育资源文库 】 5 (2018 江苏宜兴模拟 )(多选 )回旋加速器的工作原理示意图如图所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过其的时间可忽略，它们接在电压为 U、频率为 f 的交流电源 上，若 A 处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是 ( ) A若只增大

8、交流电压 U，则质子获得的最大动能增大 B若只增大交流电压 U，则质子在回旋加速器中运动的时间会变短 C若磁感应强度 B 增大，交流电频率 f 必须适当增大，回旋加速器才能正常工作 D不改变磁感应强度 B 和交流电频率 f，该回旋加速器也能用于加速 粒子 答案： BC 解析： 当质子从 D 形盒中射出时速度最大，根据 qvmB mv2mR，得 vmqBRm ，则质子获得的最大功能 Ekm q2B2R22m ，质子的最大动能与交流电压 U 无关，故 A 错误；根据 T2 mBq ，可知若只增大交流电压 U，不会改变质子在回旋加速器中运动的周期，但加速次数会减少，则质子在回旋加速器中运动的时间变短

9、，故 B 正确；根据 T 2 mBq ，可知若磁感应强度 B 增大，则 T 减小，只有当交流电频率 f 适当增大，回旋加速器才能正常工作，故 C 正确；带电粒子在磁场中运动的周期与在加速电场中运动的周期相等，根据 T 2 mBq 知，换用 粒子，粒子的比荷变化，在磁场中运动 的周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能用于加速 粒子，故 D 错误 6 (2018 北京海淀区期末 )(多选 )将一块长方体形状的半导体材料样品的表面垂直磁场方向置于磁场中，当此半导体材料中通有与磁场方向垂直的电流时，在半导体材料与电流和磁场方向垂直的两个侧面会出现一定的电压，这种现象称为霍尔效应，产生的电压称为霍尔

10、电压，相应的将具有这样性质的半导体材料样品称为霍尔元件如图所示，利用电磁铁产生磁场，毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压已知图中的霍尔元件是 P 型半导体，与金属导体不 同，它内部形成电流的 “ 载流子 ” 是空穴 (空穴可视为能自由移动带正电的粒子 )图中的 1、 2、 3、 4 是霍尔元件上的四个接线端当开关S1、 S2闭合后，电流表 A 和电表 B、 C 都有明显示数，下列说法中正确的是 ( ) A电表 B 为毫伏表，电表 C 为毫安表 B接线端 2 的电势高于接线端 4 的电势 C若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则毫伏表的

11、示数将保持不变 D若减小 R1、增大 R2，则毫伏表示数一定增大 答案： BC 解析： 电表 B 测量的是输入霍尔元件的电流，电表 C 测量的是霍尔元件 输出的电压，所以电表 B 为毫安表，电表 C 为毫伏表， A 错误；由铁芯上的线圈绕向可知，霍尔元件处的磁场方向为自上而下，输入霍尔元件的电流方向为由 1 到 3，由左手定则可知，载流子 (空穴 )受到洛伦兹力的作用将会偏向接线端 2，所以接线端 2 的电势高于接线端 4 的电势， B 正确；若使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则产生的霍尔电压的大小和方向均不变，毫伏表的示数将保持不变， C 正确；若减小 R1，则通过

12、霍尔元件的磁感应强度 B 变大，增大 R2，通过霍尔元件的电流 I 减小，对于霍尔元件有 UHdq Bvq， I nqSv，【 精品教育资源文库 】 联立得 UH BdInqS，因不知 B 和 I 的具体变化量，无法确定毫伏表示数的变化， D 错误 7 (多选 )如图甲所示，一个带正电荷的物块 m，由静止开始从斜面上 A 点下滑，滑到水平面 BC 上的 D 点停下来已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过 B 处时的机械能损失先在 ABC 所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块 m 从 A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的 D 点停下来，如图乙后又撤去电场，在 ABC

13、所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块 m 从 A 点由静止开始下滑 ，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的 D 点停下来，如图丙则以下说法中正确的是 ( ) A D 点一定在 D 点左侧 B D 点一定与 D 点重合 C D 点一定在 D 点右侧 D D 点一定与 D 点重合 答案： BC 解析： 设 AB 斜面与水平面的夹角为 ，从 A 点至 D 点过程中，以物块为研究对象进行受力分析，由动能定理有 mgh mgs 1cos mgs 2 0，化简解得 h s 1cos s 2 0.由题意知， A 点距水平面的高度 h、物块与斜面及水平面间的动摩擦因数 、斜面倾角 、斜面长度 s1为定值，所以

14、 s2与重力大 小无关，而在 ABC 所在空间加竖直向下的匀强电场后，相当于把重力增大了， s2不变， D 点一定与 D 点重合，选项 A 错误、 B 正确在 ABC 所在空间加水平向里的匀强磁场后，洛伦兹力垂直于接触面向上，正压力变小，摩擦力变小，重力做的功不变，所以 D 点一定在 D 点右侧，选项 C 正确、 D 错误 8. (多选 )如图所示为一个质量为 m、带电荷量为 q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中现给圆环向右的初速度 v0，在以后的运动过程中，圆环运动的 v t 图象可能是下图中的 ( ) 答案 ： AD 解析： 由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环还受到竖直向下的重力、垂直于细杆的弹力及向左的摩擦力当 Bqv0 mg 时，圆环做匀速直线运动，选项 A 正确当 Bqv0mg 时， N Bqv0 mg，此时 N ma，所以圆环