2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題9磁場(chǎng)熱點(diǎn)強(qiáng)化14帶電粒子在各種復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課后提能演練

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！熱點(diǎn)強(qiáng)化14帶電粒子在各種復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．(2021年諸暨中學(xué)月考)(多選)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)．如圖所示，平行金屬板之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束含有大量正、負(fù)帶電粒子的等離子體，沿圖中所示方向噴入磁場(chǎng)．圖中虛線框部分相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，把兩個(gè)極板與用電器相連，則()A．用電器中的電流方向從B到AB．用電器中的電流方向從A到BC．若只斷開用電器，發(fā)電機(jī)兩極板間電壓增大D．若只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)增大【答案】BCD2．(多選)質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量或分析同位素的重要設(shè)備，它的構(gòu)造原理如圖所示．離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(初速度可視為零)，經(jīng)MN間的加速電壓U加速后從小孔S1垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)半周后到達(dá)照相底片上的P點(diǎn)．設(shè)P到S1的距離為x，則()A．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越小B．若離子束是同位素，則x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大C．只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子比荷一定相同D．只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子電荷量一定相同【答案】BC【解析】根據(jù)動(dòng)能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，根據(jù)qvB＝meq\f(v2,r)，解得r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q))，而x＝2r＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))，若離子束是同位素，x越大對(duì)應(yīng)的離子質(zhì)量越大，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)x＝2r＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))，只要x相同，對(duì)應(yīng)的離子的比荷一定相等，D錯(cuò)誤，C正確．3．(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下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列表述正確的是()A．能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于eq\f(B,E)B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C．質(zhì)譜儀是一種可測(cè)定帶電粒子比荷的儀器D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越大【答案】BCD【解析】在速度選擇器中，電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，有qE＝qvB，解得v＝eq\f(E,B)，故A錯(cuò)誤．根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，根據(jù)左手定則知，該粒子帶正電，則在速度選擇器中電場(chǎng)力水平向右，則洛倫茲力水平向左，根據(jù)左手定則知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故B正確．進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，有qvB0＝meq\f(v2,r)，解得eq\f(q,m)＝eq\f(v,rB0)，可知質(zhì)譜儀是可以測(cè)定帶電粒子比荷的儀器，故C正確．由上式可知，越靠近狹縫P，r越小，比荷越大，故D正確．4．(2022屆廈門雙十中學(xué)月考)筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件．當(dāng)顯示屏開啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)．如圖所示，一塊寬為a、長(zhǎng)為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為υ.當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅．則元件的()A．前表面的電勢(shì)比后表面的低B．前、后表面間的電壓U與v無(wú)關(guān)C．前、后表面間的電壓U與c成正比D．自由電子受到的洛倫茲力大小為eq\f(eU,a)【答案】D【解析】由圖知電流從左向右流動(dòng)，因此電子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閺挠蚁蜃?，根?jù)左手定則可知電子偏轉(zhuǎn)到后面表，因此前表面的電勢(shì)比后表面的高，A錯(cuò)誤，電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，有F洛＝evB，F(xiàn)電＝eE＝eeq\f(U,a)，故F洛＝eeq\f(U,a)，D正確，由evB＝eeq\f(U,a)則電壓U＝avB，故前后表面的電壓與速度有關(guān)，與a成正比，B、C錯(cuò)誤．5．(2021年綿陽(yáng)中學(xué)月考)如圖所示為等離子體發(fā)電機(jī)的示意圖．高溫燃燒室產(chǎn)生的大量的正、負(fù)離子被加速后垂直于磁場(chǎng)方向噴入發(fā)電通道的磁場(chǎng)中．在發(fā)電通道中有兩塊相距為d的平行金屬板，兩金屬板外接電阻R.若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)發(fā)電通道的電阻為r.則下列表述正確的是()A．上金屬板為發(fā)電機(jī)的負(fù)極，電路中電流為eq\f(Bdv,R)B．下金屬板為發(fā)電機(jī)的正極，電路中電流為eq\f(Bdv,R＋r)C．上金屬板為發(fā)電機(jī)的正極，電路中電流為eq\f(Bdv,R＋r)D．下金屬板為發(fā)電機(jī)的負(fù)極，電路中電流為eq\f(Bdv,R)【答案】C【解析】根據(jù)左手定則，正離子受到的洛倫茲力向上，所以上金屬板帶正電，即上板為正極．穩(wěn)定后有qeq\f(E,d)＝qvB，解得E＝dvB，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得I＝eq\f(E,r＋R)＝eq\f(dvB,r＋R)，C正確．6．如圖所示，在xOy平面內(nèi)，第三、四象限內(nèi)有豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球從O點(diǎn)正上方y(tǒng)軸上某一點(diǎn)以初速度v0水平向右拋出，小球經(jīng)過(guò)x軸上P點(diǎn)(圖中未畫出)后進(jìn)入x軸下方的電磁場(chǎng)區(qū)，并沿一段圓弧運(yùn)動(dòng)后恰好經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。猓?1)由于小球經(jīng)過(guò)x軸上P點(diǎn)后進(jìn)入x軸下方做一段圓弧運(yùn)動(dòng)后恰好再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，可以判斷小球帶負(fù)電，在x軸下方做圓周運(yùn)動(dòng)，重力與電場(chǎng)力平衡，有mg＝qE，解得E＝eq\f(mg,q)，電場(chǎng)方向向下．(2)設(shè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，到達(dá)x軸水平位移為x，則x＝v0t，設(shè)小球進(jìn)入x軸下方的速度為v，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則有qvB＝meq\f(v2,R)，得R＝eq\f