《高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場(chǎng) 專題強(qiáng)化八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場(chǎng) 專題強(qiáng)化八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析課件（62頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題強(qiáng)化八帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析第八章 磁場(chǎng)專題解讀1.本專題是磁場(chǎng)、力學(xué)、電場(chǎng)等知識(shí)的綜合應(yīng)用，高考往往以計(jì)算壓軸題的形式出現(xiàn)2.學(xué)習(xí)本專題，可以培養(yǎng)同學(xué)們的審題能力、推理能力和規(guī)范表達(dá)能力針對(duì)性的專題訓(xùn)練，可以提高同學(xué)們解決難題壓軸題的信心3.用到的知識(shí)有：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)(牛頓運(yùn)動(dòng)定律)、運(yùn)動(dòng)學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)(動(dòng)能定理、能量守恒)、電場(chǎng)的觀點(diǎn)(類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)、磁場(chǎng)的觀點(diǎn)(帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)內(nèi)容索引命題點(diǎn)一質(zhì)譜儀的原理和分析命題點(diǎn)二回旋加速器的原理和分析課時(shí)作業(yè)命題點(diǎn)三霍爾效應(yīng)的原理和分析命題點(diǎn)四速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)和電磁流量計(jì)1命題點(diǎn)一 質(zhì)譜儀的原理和分析1.作用測(cè)
2、量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素的儀器.2.原理(如圖所示) 現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定.質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場(chǎng)加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場(chǎng).若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場(chǎng)加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場(chǎng)，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來(lái)的12倍.此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為A.11 B.12C.121 D.144【例1】答案解析分析題眼題眼qUEk相等R相等題組階梯突破題組階梯突破1.1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)
3、動(dòng)軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是A.該束帶電粒子帶負(fù)電B.速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷 越小D.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大答案分析F洛正電F洛qEE正電r ，知r越大，比荷 越小，而質(zhì)量m不一定大，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.2.一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零.這些離子經(jīng)加速后通過(guò)狹縫O沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上.已知放置底片的區(qū)域MNL，且OML.某次測(cè)量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè) 區(qū)域MQ損壞，檢測(cè)不到離子，但右側(cè) 區(qū)域QN仍能正常檢測(cè)到離子
4、.在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ區(qū)域的離子即可在QN區(qū)域檢測(cè)到.(1)求原本打在MN中點(diǎn)P點(diǎn)的離子質(zhì)量m；答案解析(2)為使原本打在P點(diǎn)的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍.答案解析2命題點(diǎn)二 回旋加速器的原理和分析3.帶電粒子的最大速度vmax ，rD為D形盒的半徑.粒子的最大速度vmax與加速電壓U無(wú)關(guān).4.回旋加速器的解題思路(1)帶電粒子在縫隙的電場(chǎng)中加速、交變電流的周期與磁場(chǎng)周期相等，每經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)一次，粒子加速一次.(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)、半徑不斷增大，周期不變，最大動(dòng)能與D形盒的半徑有關(guān).【例2】(多選)勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示.置于真空
5、中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可忽略.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為q，在加速器中被加速，且加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響.則下列說(shuō)法正確的是A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2RfB.質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓U成正比C.質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為 1D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器的最大動(dòng)能不變分析解析答案題眼題眼質(zhì)子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因v 2Rf，故A正確；質(zhì)子離開回旋加速器的最大動(dòng)能Ek
6、m mv2 m42R2f 22m2R2f 2，與加速電壓U無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；根據(jù)R ，Uq mv12，2Uq mv22，得質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為 1，C正確；因回旋加速器的最大動(dòng)能Ekm2m2R2f 2與m、R、f均有關(guān)，D錯(cuò)誤.題組階梯突破題組階梯突破3.(多選)如圖甲所示是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列判斷中正確的是A.在Ekt圖中應(yīng)有t4t3t3t2t2t1B.高頻電源的變化周期應(yīng)該
7、等于tntn1C.粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動(dòng)能 一定越大D.當(dāng)B一定時(shí)，要想粒子獲得的最大動(dòng)能越大，則要求D形盒的面積也越大答案4.回旋加速器的工作原理如圖甲所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間狹縫的間距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為U0.周期T .一束該粒子在t0 時(shí)間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零.現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫均做加速運(yùn)動(dòng)，不考慮粒子間的相互作用.求：答案解析(1)出射粒子的動(dòng)能Ek；(2)粒子從飄入狹縫至動(dòng)能達(dá)到Ek所需的總時(shí)間t0
8、.答案解析設(shè)粒子被加速n次達(dá)到動(dòng)能Ek，則EknqU0.粒子在狹縫間做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)n次經(jīng)過(guò)狹縫的總時(shí)間為t，加速度a ，3命題點(diǎn)三 霍爾效應(yīng)的原理和分析1.定義：高為h，寬為d的金屬導(dǎo)體(自由電荷是電子)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，當(dāng)電流通過(guò)金屬導(dǎo)體時(shí)，在金屬導(dǎo)體的上表面A和下表面A之間產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，此電壓稱為霍爾電壓.2.電勢(shì)高低的判斷：如圖，金屬導(dǎo)體中的電流I向右時(shí)，根據(jù)左手定則可得，下表面A的電勢(shì)高.3.霍爾電壓的計(jì)算：導(dǎo)體中的自由電荷(電子)在洛倫茲力作用下偏轉(zhuǎn)，A、A間出現(xiàn)電勢(shì)差，當(dāng)自由電荷所受靜電力和洛倫茲力平衡時(shí)，A、A間的電勢(shì)差(U)就保持穩(wěn)定，由qvBq ，Inq
9、vS，Shd；聯(lián)立得 ，k 稱為霍爾系數(shù). (多選)(2014江蘇9)如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為電子的霍爾元件位于兩串聯(lián)線圈之間，線圈中電流為I，線圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時(shí)通過(guò)霍爾元件的電流為IH，與其前后表面相連的電壓表測(cè)出的霍爾電壓UH滿足：UHk ，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離.電阻R遠(yuǎn)大于RL，霍爾元件的電阻可以忽略，則A.霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面B.若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，電壓表將反偏C.IH與I成正比D.電壓表的示數(shù)與RL消耗的電功率成正比【例3】答案解析分析題眼題眼 如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為電子的霍爾元件位于兩串聯(lián)線圈
10、之間，線圈中電流為I，線圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時(shí)通過(guò)霍爾元件的電流為IH，與其前后表面相連的電壓表測(cè)出的霍爾電壓UH滿足：UHk ，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離.電阻R遠(yuǎn)大于RL，霍爾元件的電阻可以忽略，則A.霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面B.若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，電壓表將反偏C.IH與I成正比D.電壓表的示數(shù)與RL消耗的電功率成正比【例3】答案解析分析題眼題眼電子向內(nèi)偏，前表面電勢(shì)高題組階梯突破題組階梯突破5.(多選)如圖，為探討霍爾效應(yīng)，取一塊長(zhǎng)度為a、寬度為b、厚度為d的金屬導(dǎo)體，給金屬導(dǎo)體加與前后側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，
11、且通以圖示方向的電流I時(shí)，用電壓表測(cè)得導(dǎo)體上、下表面M、N間電壓為U.已知自由電子的電荷量為e.下列說(shuō)法中正確的是A.M板比N板電勢(shì)高B.導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多，電壓表的示數(shù)越大C.導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)的速度為vD.導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為答案解析電流方向向右，電子定向移動(dòng)方向向左，根據(jù)左手定則判斷可知，電子所受的洛倫茲力方向豎直向上，則M板積累了電子，M、N之間產(chǎn)生向上的電場(chǎng)，所以M板比N板電勢(shì)低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.電子定向移動(dòng)相當(dāng)于長(zhǎng)度為d的導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電壓表的讀數(shù)U等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，則有UEBdv，可見，電壓表的示數(shù)與導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由U
12、EBdv得，自由電子定向移動(dòng)的速度為v ，選項(xiàng)C正確；電流的微觀表達(dá)式是InevS，則導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n ，Sdb，v ，代入得n ，選項(xiàng)D正確.6.利用霍爾效應(yīng)制作的元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域.如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)就會(huì)形成電勢(shì)差UCD，下列說(shuō)法中正確的是A.電勢(shì)差UCD僅與材料有關(guān)B.僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，C、D兩面的電勢(shì)差變大C.若霍爾元件中定向移動(dòng)的是自由電子，則電勢(shì)差UCD0D.在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面 應(yīng)保持水平方向答案解析設(shè)霍爾元件的厚度為d, 長(zhǎng)為a，寬為b
13、，穩(wěn)定時(shí)有Bqvq ，又因?yàn)镮nqSv，其中n為單位體積內(nèi)自由電荷的個(gè)數(shù)，q為自由電荷所帶的電荷量，Sbd，聯(lián)立解得：UCD ，可知選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，則C、D兩面的電勢(shì)差增大，選項(xiàng)B正確；若霍爾元件中定向移動(dòng)的是自由電子，由左手定則可知，電子將向C側(cè)偏轉(zhuǎn)，則電勢(shì)差UCDb.(多選)如圖所示，a、b是一對(duì)平行金屬板，分別接到直流電源的兩極上，右邊有一塊擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子(不計(jì)重力)，這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從d孔射出后分成三束，則下
14、列判斷正確的是A.這三束正離子的速度一定不相同B.這三束正離子的比荷一定不相同C.a、b兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向一定由a指向bD.若這三束離子改為帶負(fù)電而其他條件不變則仍能從d孔射出【例4】答案解析分析題眼題眼F洛qEE7.(多選)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，圖是它的示意圖，平行金屬板A、C間有一很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電離子)噴入磁場(chǎng)，兩極板間便產(chǎn)生電壓，現(xiàn)將A、C兩極板與電阻R相連，兩極板間距離為d，正對(duì)面積為S，等離子體的電阻率為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直磁場(chǎng)方向射入A、C兩板之間，則穩(wěn)定時(shí)下列說(shuō)法中正確的是
15、題組階梯突破題組階梯突破A.極板A是電源的正極B.電源的電動(dòng)勢(shì)為BdvC.極板A、C間電壓大小為D.回路中電流為答案解析等離子體噴入磁場(chǎng)，帶正電的離子因受到豎直向下的洛倫茲力而向下偏轉(zhuǎn)，帶負(fù)電的離子向上偏轉(zhuǎn)，即極板C是電源的正極，A錯(cuò)；當(dāng)帶電離子以速度v做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，qvBq ，所以電源電動(dòng)勢(shì)為Bdv，B對(duì)；極板A、C間電壓UIR，而I ，則U ，所以C對(duì)，D錯(cuò).A.金屬板M電勢(shì)不一定高于金屬板N的電勢(shì)，因?yàn)槲鬯胸?fù)離子較多B.污水中離子濃度的高低對(duì)電壓表的示數(shù)也有一定影響C.污水的流量(單位時(shí)間內(nèi)流出的污水體積)Q0.16 m3/sD.為使污水勻速通過(guò)該裝置，左、右兩側(cè)管口應(yīng)施加的壓強(qiáng)差為p
16、1 500 Pa8.(多選)為了測(cè)量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a1 m、b0.2 m、c0.2 m，左、右兩端開口，在垂直于前、后面的方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1.25 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在上、下兩個(gè)面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N作為電極，污水充滿裝置以某一速度從左向右勻速流經(jīng)該裝置時(shí)，用電壓表測(cè)得兩個(gè)電極間的電壓U1 V.且污水流過(guò)該裝置時(shí)受到阻力作用，阻力FfkLv，其中比例系數(shù)k15 Ns/m2，L為污水沿流速方向的長(zhǎng)度，v為污水的流速.下列說(shuō)法中正確的是答案解析根據(jù)左手定則，知負(fù)離子所受的洛倫茲力方向向下，則負(fù)離子向
17、下偏轉(zhuǎn)，N板帶負(fù)電，M板帶正電，則N板的電勢(shì)比M板電勢(shì)低，故A錯(cuò)誤；最終離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下平衡，有qvBq ，解得UvBc，與離子濃度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；污水的流速v ，則流量Qvbc m3/s0.16 m3/s，故C正確；污水的流速v m/s4 m/s; 污水流過(guò)該裝置時(shí)受到的阻力FfkLvkav1514 N60 N，為使污水勻速通過(guò)該裝置，左、右兩側(cè)管口應(yīng)施加的壓力差是60 N，則壓強(qiáng)差為p Pa1 500 Pa，故D正確.課時(shí)作業(yè)51.(多選)如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上
18、有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng).下列表述正確的是A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B.速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外C.能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案解析12345678910質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，A正確.在速度選擇器中，帶電粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力在粒子沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)等大反向，結(jié)合左手定則可知B正確.由qEqvB可得v ，C正確.123456789102.(多選)如圖所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成.若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)
19、均勻輻射電場(chǎng)，在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn).不計(jì)粒子重力.下列說(shuō)法正確的是12345678910A.極板M比極板N的電勢(shì)高B.加速電場(chǎng)的電壓UERC.直徑PQ2BD.若一群粒子從靜止開始經(jīng)過(guò)題述過(guò)程都落在膠片上的同一點(diǎn)，則該群 粒子具有相同的比荷答案解析1234567891012345678910粒子在靜電分析器內(nèi)沿電場(chǎng)線方向偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粒子帶正電荷，極板M比極板N的電勢(shì)高，選項(xiàng)A正確；3.(多
20、選)回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖所示.D1和D2是兩個(gè)中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上.位于D1的圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略)，它們?cè)趦珊兄g被電場(chǎng)加速.當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動(dòng)能Ek后，再將它們引出.忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，則下列說(shuō)法中正確的是A.若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動(dòng)能Ek會(huì)變大B.若只增大交變電壓U，則質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)行的時(shí)間會(huì)變短C.若只將交變電壓的周期變?yōu)?T，仍可用此裝置加速質(zhì)子D.質(zhì)子第n次被加速前、后的軌道半徑之比為答案解析12345678910由r 可知，質(zhì)子經(jīng)加速后
21、的最大速度與回旋加速器的最大半徑有關(guān)，而與交變電壓U無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；增大交變電壓，質(zhì)子加速次數(shù)減小，所以質(zhì)子在回旋加速器中的運(yùn)行時(shí)間變短，B正確；為了使質(zhì)子能在回旋加速器中加速，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)周期應(yīng)與交變電壓的周期相同，C錯(cuò)誤；123456789104.如圖4所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連.現(xiàn)分別加速氘核( H)和氦核( He).下列說(shuō)法中正確的是A.它們的最大速度相同B.它們的最大動(dòng)能相同C.兩次所接高頻電源的頻率不相同D.僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能答案解析12345678910帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T ，兩
22、粒子的比荷 相等，所以周期相等.做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等，因?yàn)樗痈哳l電源的頻率等于粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，故兩次所接高頻電源的頻率相同，故C錯(cuò)誤.12345678910123456789105.(多選)導(dǎo)體導(dǎo)電是導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)的結(jié)果，這些可以定向移動(dòng)的電荷又叫載流子，例如金屬導(dǎo)體中的載流子就是電子.現(xiàn)代廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料分為兩大類：一類是N型半導(dǎo)體，其載流子是電子，另一類是P型半導(dǎo)體，其載流子稱為“空穴”，相當(dāng)于帶正電的粒子.如果把某種導(dǎo)電材料制成長(zhǎng)方體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示，且與長(zhǎng)方體的前后側(cè)面垂直，當(dāng)長(zhǎng)方體中通有向右的電流I時(shí)，測(cè)得長(zhǎng)方體的上、下表面的電勢(shì)分別為上和下，則1
23、2345678910A.長(zhǎng)方體如果是N型半導(dǎo)體，必有上下B.長(zhǎng)方體如果是P型半導(dǎo)體，必有上下C.長(zhǎng)方體如果是P型半導(dǎo)體，必有上下D.長(zhǎng)方體如果是金屬導(dǎo)體，必有上下答案解析12345678910如果是N型半導(dǎo)體，載流子是負(fù)電荷，根據(jù)左手定則，負(fù)電荷向下偏，則下表面帶負(fù)電，則上下，故A正確；如果是P型半導(dǎo)體，載流子是正電荷，根據(jù)左手定則，正電荷向下偏，則下表面帶正電，則上下，故B錯(cuò)誤，C正確；如果是金屬導(dǎo)體，則移動(dòng)的是自由電子，根據(jù)左手定則，負(fù)電荷向下偏，則下表面帶負(fù)電，則上下，故D錯(cuò)誤.123456789106.如圖所示，寬度為d、厚度為h的導(dǎo)體放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通
24、過(guò)該導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的上、下表面之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差U、電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系為UK ，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù).設(shè)載流子的電荷量為q，下列說(shuō)法正確的是A.載流子所受靜電力的大小FqB.導(dǎo)體上表面的電勢(shì)一定大于下表面的電勢(shì)C.霍爾系數(shù)為K ，其中n為導(dǎo)體單位長(zhǎng)度上的電荷數(shù)D.載流子所受洛倫茲力的大小F洛 ，其中n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的電荷數(shù)答案解析12345678910載流子的電性是不確定的，因此B錯(cuò)誤；123456789107.如圖所示，一段長(zhǎng)方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長(zhǎng)都為a和b，內(nèi)有帶電荷量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷.導(dǎo)電材料置于方向垂
25、直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí)，測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢(shì)比下表面的低，由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為答案解析12345678910當(dāng)粒子帶負(fù)電時(shí)，粒子定向向左運(yùn)動(dòng)才能形成向右的電流，由左手定則判斷粒子受洛倫茲力的方向向上，上表面電勢(shì)較低，符合題意.由粒子做勻速運(yùn)動(dòng)知|q|vB|q|E|q|因In|q|vSn|q|vab解得n ，選項(xiàng)C正確.123456789108.(多選)在如圖所示的平行板器件中，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直.一帶電粒子(重力不計(jì))從左端以速度v沿虛線射入后做
26、直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子A.可能帶正電B.速度vC.若速度v ，粒子一定不能從板間射出D.若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，仍做直線運(yùn)動(dòng)答案解析12345678910粒子帶正電和負(fù)電均可，選項(xiàng)A正確；由洛倫茲力等于電場(chǎng)力，qvBqE，解得速度v ，選項(xiàng)B正確；若速度v ，粒子可能從板間射出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，所受電場(chǎng)力和洛倫茲力方向相同，不能做直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.123456789109.(多選)為監(jiān)測(cè)某化工廠的含有離子的污水排放情況，技術(shù)人員在排污管中安裝了監(jiān)測(cè)裝置，該裝置的核心部分是一個(gè)用絕緣材料制成的空腔，其寬和高分別為b和c，左、右兩端開口與12345678910排污管
27、相連，如圖所示.在垂直于上、下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在空腔前、后兩個(gè)側(cè)面上各有長(zhǎng)為a的相互平行且正對(duì)的電極M和N，M、N與內(nèi)阻為R的電流表相連.污水從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電流表將顯示出污水排放情況.下列說(shuō)法中正確的是A.M板比N板電勢(shì)低B.污水中離子濃度越高，則電流表的示數(shù)越小C.污水流量越大，則電流表的示數(shù)越大D.若只增大所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則電流表的示數(shù)也增大答案解析12345678910污水從左向右流動(dòng)時(shí)，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下分別向N板和M板偏轉(zhuǎn)，故N板帶正電，M板帶負(fù)電，A正確.穩(wěn)定時(shí)帶電離子在兩板間受力平衡，qvBq ，此時(shí)UBbv 式中Q是流量，可見當(dāng)污水
28、流量越大、磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)時(shí)，M、N間的電壓越大，電流表的示數(shù)越大，而與污水中離子濃度無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤，C、D正確.1234567891010.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度.電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的.使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連12345678910線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示.由于血液中的正負(fù)離子隨血液一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差.在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零.在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160 V，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040 T.則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為A.1.3 m/s，a正、 b負(fù)B.2.7 m/s，a正、b負(fù)C.1.3 m/s，a負(fù)、b正D.2.7 m/s，a負(fù)、b正答案12345678910
高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場(chǎng) 專題強(qiáng)化八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析課件
