(新高考)高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第10章專題強(qiáng)化20《洛倫茲力與現(xiàn)代科技》(含解析)

第十章磁場(chǎng)專題強(qiáng)化二十洛倫茲力與現(xiàn)代科技目標(biāo)要求1.理解質(zhì)譜儀和回旋加速器的原理，并能解決相關(guān)問(wèn)題.2.會(huì)分析電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加的幾種實(shí)例.內(nèi)容索引題型一質(zhì)譜儀題型二回旋加速器課時(shí)精練題型三電場(chǎng)與磁場(chǎng)疊加的應(yīng)用實(shí)例分析題型一質(zhì)譜儀1.作用測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素.2.原理(如圖所示)例1

(多選)如圖所示，一束電荷量相同的帶電粒子以一定的初速度沿直線通過(guò)由相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)(左側(cè)極板帶正電，右側(cè)極板帶負(fù)電)組成的速度選擇器，然后粒子通過(guò)平板S上的狹縫P進(jìn)入另一勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在A1、A2上，下列說(shuō)法正確的是A.粒子帶正電B.速度選擇器中磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶顲.所有打在A1A2上的粒子，在勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同D.粒子打在A1A2上的位置越遠(yuǎn)，粒子的質(zhì)量越大√√帶電粒子在磁場(chǎng)中向左偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，知該粒子帶正電，故A正確；粒子經(jīng)過(guò)速度選擇器時(shí)所受的靜電力和洛倫茲力平衡，靜電力方向向右，則洛倫茲力方向向左，根據(jù)左手定則可知速度選擇器中磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，故B錯(cuò)誤；所有打在A1A2上的粒子，在勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝

，而T＝

，經(jīng)過(guò)速度選擇器后粒子的速度都相同，在勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的粒子，半徑越大則時(shí)間越長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)速度選擇器進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的粒子速度相等，根據(jù)題意可知粒子的電荷量相同，根據(jù)qvB＝m，得r＝

，粒子打在A1A2上的位置越遠(yuǎn)離P，則半徑越大，粒子的質(zhì)量越大，故D正確.例2

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(kāi)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(kāi)磁場(chǎng).若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開(kāi)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(kāi)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√題型二回旋加速器1.構(gòu)造如圖所示，D1、D2是半圓金屬盒，D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，D形盒的縫隙處接交流電源.2.原理交流電周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，使粒子每經(jīng)過(guò)一次D形盒縫隙，粒子被加速一次.例3

(2022·北京市首都師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬)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.置于高真空中的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)生的質(zhì)子質(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)2πRfB.質(zhì)子離開(kāi)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1∶D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能加速α粒子√題型三電場(chǎng)與磁場(chǎng)疊加的應(yīng)用實(shí)例分析共同特點(diǎn)：當(dāng)帶電粒子(不計(jì)重力)在疊加場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力與靜電力大小相等qvB＝qE或qvB＝q(1)平行板間電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直.(如圖)考向1速度選擇器(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過(guò)速度選擇器的條件是洛倫茲力與靜電力平衡qvB＝qE，即v＝(3)速度選擇器只能選擇粒子的速度，不能選擇粒子的電性、電荷量、質(zhì)量.(4)速度選擇器具有單向性.例4

如圖所示為一速度選擇器，兩極板MN之間的距離為d，極板間所加電壓為U，兩極板間有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一束質(zhì)子流從左側(cè)兩板邊緣連線的中點(diǎn)沿兩板中心線進(jìn)入板間區(qū)域，能夠沿直線運(yùn)動(dòng)，不計(jì)粒子重力.則下列說(shuō)法正確的是A.M極板接電源的負(fù)極B.質(zhì)子流的入射速度為C.如果將質(zhì)子換成電子，從右側(cè)沿中心線以與質(zhì)子流相同的速率進(jìn)入板

間區(qū)域，則電子在該區(qū)域運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能增加D.如果換成一束α粒子，仍從左側(cè)沿中心線以與質(zhì)子流相同的速度進(jìn)入板

間區(qū)域，則α粒子同樣可以沿直線飛出該區(qū)域√質(zhì)子流從左側(cè)兩板邊緣連線的中點(diǎn)沿兩板中心線進(jìn)入板間區(qū)域，所受的洛倫茲力垂直于M極板向上，因垂直于極板方向受力平衡，故靜電力方向垂直于M極板向下，即電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，M極板接電源的正極，故A錯(cuò)誤；如果將質(zhì)子換成電子，從右側(cè)沿中心線以與質(zhì)子流相同的速率進(jìn)入板間區(qū)域，電子受到的靜電力和洛倫茲力都垂直于M極板向上，靜電力做正功，電勢(shì)能減少，故C錯(cuò)誤；如果換成一束α粒子，仍從左側(cè)沿中心線以與質(zhì)子流相同的速度進(jìn)入板間區(qū)域，所受洛倫茲力垂直于M極板向上，靜電力方向垂直于M極板向下，且有qαBv＝qα，則α粒子同樣可以沿直線飛出該區(qū)域，故D正確.(1)原理：如圖所示，等離子體噴入磁場(chǎng)，正、負(fù)離子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集在B、A板上，產(chǎn)生電勢(shì)差，它可以把離子的動(dòng)能通過(guò)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為電能.考向2磁流體發(fā)電機(jī)(2)電源正、負(fù)極判斷：根據(jù)左手定則可判斷出正離子偏向B板，圖中的B是發(fā)電機(jī)的正極.(3)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)：當(dāng)發(fā)電機(jī)外電路斷路時(shí)，正、負(fù)離子所受靜電力和洛倫茲力平衡時(shí)，兩極板間達(dá)到的最大電勢(shì)差為U，則q＝qvB，得U＝Bdv，則E＝U＝Bdv.當(dāng)發(fā)電機(jī)接入電路時(shí)，遵從閉合電路歐姆定律.例5

磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示.將一束等離子體連續(xù)以速度v垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可在相距為d、正對(duì)面積為S的兩平行金屬板間產(chǎn)生電壓.現(xiàn)把上、下板和電阻R連接，上、下板等效為直流電源的兩極.等離子體穩(wěn)定時(shí)在兩極板間均勻分布，電阻率為ρ.忽略邊緣效應(yīng)及離子的重力，下列說(shuō)法正確的是A.上板為正極，a、b兩端電壓U＝BdvB.上板為負(fù)極，a、b兩端電壓U＝C.上板為正極，a、b兩端電壓U＝D.上板為負(fù)極，a、b兩端電壓U＝√根據(jù)左手定則可知，等離子體射入兩極板之間時(shí)，正離子偏向a板，負(fù)離子偏向b板，即上板為正極；穩(wěn)定時(shí)滿足

q＝Bqv，解得U′＝Bdv；根據(jù)電阻定律可知兩極板間的電阻為r＝

，根據(jù)閉合電路歐姆定律：I＝

，a、b兩端電壓U＝IR，聯(lián)立解得U＝

，故選C.(1)流量(Q)：?jiǎn)挝粫r(shí)間流過(guò)導(dǎo)管某一截面的液體的體積.(2)導(dǎo)電液體的流速(v)的計(jì)算.考向3電磁流量計(jì)如圖所示，一圓柱形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向右流動(dòng).導(dǎo)電液體中的正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使a處積累正電荷，b處積累負(fù)電荷，使a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差，φa>φb.當(dāng)自由電荷所受靜電力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差(U)達(dá)到最大，由(3)流量的表達(dá)式：Q＝(4)電勢(shì)高低的判斷：根據(jù)左手定則可得φa>φb.例6

(2022·湖南常德市模擬)某化工廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)，測(cè)量管由絕緣材料制成，其長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑為D，左右兩端開(kāi)口，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面a、c固定有金屬板作為電極，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下.污水(含有大量的正、負(fù)離子)充滿管口從左向右流經(jīng)該測(cè)量管時(shí)，a、c兩端的電壓為U，顯示儀器顯示污水流量Q(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積).則A.a側(cè)電勢(shì)比c側(cè)電勢(shì)低B.污水中離子濃度越高，顯示儀器的示數(shù)越大C.污水流量Q與U成正比，與L、D無(wú)關(guān)D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝√污水中正、負(fù)離子從左向右移動(dòng)，受到洛倫茲力，根據(jù)左手定則，正離子向后表面偏，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)，所以a側(cè)電勢(shì)比c側(cè)電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；考向4霍爾效應(yīng)的原理和分析(1)定義：高為h、寬為d的導(dǎo)體(自由電荷是電子或正電荷)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(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，導(dǎo)體中的電流I向右時(shí)，根據(jù)左手定則可得，若自由電荷是電子，則下表面A′的電勢(shì)高.若自由電荷是正電荷，則下表面A′的電勢(shì)低.例7

(多選)自行車速度計(jì)可以利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運(yùn)動(dòng)速率.如圖甲所示，一塊磁鐵安裝在前輪上，輪子每轉(zhuǎn)一圈，磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器就會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓.如圖乙所示，電源輸出電壓為U1，當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，在導(dǎo)體前后表面間出現(xiàn)電勢(shì)差U2(前表面的電勢(shì)低于后表面的電勢(shì)).下列說(shuō)法中正確的是A.圖乙中霍爾元件的載流子帶正電B.已知自行車車輪的半徑，再根據(jù)單位

時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，即獲得車速大小C.若傳感器的電源輸出電壓U1變大，則霍爾電勢(shì)差U2變大D.霍爾電勢(shì)差U2的大小與霍爾元件所用的材料有關(guān)√√√根據(jù)左手定則可判斷，霍爾元件的電流I是由負(fù)電荷的定向移動(dòng)形成的，故A錯(cuò)誤；根據(jù)單位時(shí)間的脈沖數(shù)，可求得車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，從而求得車輪的角速度，根據(jù)v＝ωr，可求得車速的大小，故B正確；根據(jù)qvB＝q，得U2＝Bdv，由電流的微觀表達(dá)式I＝neSv得v＝

，聯(lián)立得U2＝

，若傳感器的電源輸出電壓U1變大，電流增大，U2也增大，不同的材料單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)不同，所以霍爾電勢(shì)差U2的大小與霍爾元件所用的材料有關(guān)，故C、D正確.課時(shí)精練1.關(guān)于洛倫茲力的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是A.圖a速度選擇器中篩選出的粒子沿著PQ做勻加

速直線運(yùn)動(dòng)B.圖b回旋加速器接入的工作電源是直流電C.圖c是質(zhì)譜儀的主要原理圖，其中

在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半徑最大的是D.圖d是磁流體發(fā)電機(jī)，將一束等離子體噴入磁場(chǎng)，A、B兩板間會(huì)產(chǎn)生

電壓，且A板電勢(shì)高√必備基礎(chǔ)練1234567891011題圖a速度選擇器中篩選出的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)受到靜電力和洛倫茲力，二力平衡，粒子沿著PQ做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；回旋加速器接入的工作電源是交流電，故B錯(cuò)誤；1234567891011將一束等離子體噴入磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則可知，正離子向下偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向上偏轉(zhuǎn)，所以B板電勢(shì)高，故D錯(cuò)誤.12345678910112.如圖所示，若速度為2v0、電荷量為q的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則在其他條件不變的情況下A.若改為電荷量為－q的離子，將往上偏B.若速度變?yōu)関0將往上偏C.若改為電荷量為＋2q的離子，將往下偏D.若速度變?yōu)?v0將往上偏√12345678910111234567891011正離子恰能沿直線飛出，說(shuō)明粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件有q·2v0B＝qE，若改為電荷量為－q的離子，根據(jù)左手定則判斷可知離子受的洛倫茲力方向向下，靜電力方向向上，由于兩個(gè)力的關(guān)系仍滿足2qv0B＝qE，此時(shí)洛倫茲力與靜電力仍然平衡，所以負(fù)離子不偏轉(zhuǎn)，仍沿直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；若速度變?yōu)関0，洛倫茲力減小為原來(lái)的

，而正離子受的洛倫茲力方向向上，靜電力不變，所以正離子將向下偏轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤；1234567891011若改為電荷量為＋2q的離子，根據(jù)題意可得2q·2v0B＝2qE，即2qv0B＝qE，此時(shí)洛倫茲力與靜電力仍然平衡，所以離子不偏轉(zhuǎn)，仍沿直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；若速度變?yōu)?v0，正離子所受洛倫茲力為原來(lái)的1.5倍，方向向上，而靜電力不變，所以離子將向上偏轉(zhuǎn)，D正確.3.(2022·江蘇省高三月考)1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器如圖甲所示，其原理如圖乙所示，這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，現(xiàn)對(duì)氚核()加速，所需的高頻電源的頻率為f，已知元電荷為e，下列說(shuō)法正確的是A.被加速的帶電粒子在回旋加速器中做圓

周運(yùn)動(dòng)的周期隨半徑的增大而增大B.高頻電源的電壓越大，氚核最終射出回旋加速器的速度越大C.氚核的質(zhì)量為D.該回旋加速器接頻率為f的高頻電源時(shí)，也可以對(duì)氦核(

)加速√1234567891011123456789101112345678910114.(多選)如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng).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)沿垂直于磁場(chǎng)的方向噴入磁場(chǎng).把P、Q與電阻R相連接.下列說(shuō)法正確的是A.Q板的電勢(shì)高于P板的電勢(shì)B.R中有由a向b方向的電流C.若只改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，R中電流保持不變D.若只增大離子入射速度，R中電流增大123456789√1011√等離子體進(jìn)入磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則，正離子向上偏，打在上極板上，負(fù)離子向下偏，打在下極板上，所以上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則P板的電勢(shì)1234567891011高于Q板的電勢(shì)，流過(guò)電阻R的電流方向由a到b，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)靜電力等于洛倫茲力，即q＝qvB，則有U＝Bdv，由閉合電路歐姆定律得I＝

，電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，故C錯(cuò)誤；由以上分析可知，若只增大離子的入射速度，R中電流會(huì)增大，故D正確.5.(2022·浙江省柯橋中學(xué)模擬)在實(shí)驗(yàn)室中有一種污水流量計(jì)如圖甲所示，其原理可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示模型：廢液內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入，左側(cè)流出.流量Q等于單位時(shí)間通過(guò)橫截面的液體的體積.空間有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并測(cè)出M、N間的電壓U，則下列說(shuō)法正確的是A.正、負(fù)離子所受洛倫茲力方向是相同的B.容器內(nèi)液體的流速為v＝C.污水流量計(jì)也可以用于測(cè)量不帶電的液體的流速D.污水流量為Q＝√1234567891011離子進(jìn)入磁場(chǎng)后受到洛倫茲力作用，根據(jù)左手定則可知，正離子受到的洛倫茲力向下，負(fù)離子受到洛倫茲力向上，故A錯(cuò)誤；1234567891011不帶電的液體在磁場(chǎng)中不受力，M、N兩點(diǎn)沒(méi)有電勢(shì)差，無(wú)法計(jì)算流速，故C錯(cuò)誤；6.海底通信電纜通電后會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，科學(xué)家為了檢測(cè)某一海域中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，利用圖中一塊長(zhǎng)為a、寬為b、厚為c，單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的金屬霍爾元件，放在海底磁場(chǎng)中，當(dāng)有如圖所示的恒定電流I(電流方向和磁場(chǎng)方向垂直)通過(guò)元件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差UH，通過(guò)元件參數(shù)可以求得此時(shí)海底的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小(地磁場(chǎng)較弱，可以忽略).下列說(shuō)法正確的是(提示：電流I與自由電子定向移動(dòng)速率v之間關(guān)系為I＝nevbc，其中e為單個(gè)電子的電荷量)A.元件上表面的電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)B.僅增大霍爾元件的寬度c，上、下表面的電勢(shì)差不變C.僅增大霍爾元件的厚度b，上、下表面的電勢(shì)差不變D.其他條件一定時(shí)，霍爾電壓越小，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大1234567891011√金屬材料中定向移動(dòng)的是自由電子，自由電子定向移動(dòng)的方向與電流方向相反，由左手定則可知，電子聚集在上表面，上表面的電勢(shì)低，故A錯(cuò)誤；1234567891011當(dāng)電子受到的靜電力和洛倫茲力平衡時(shí)，霍爾電壓也趨于穩(wěn)定，可得e

＝evB，解得UH＝Bvb，電流I＝nevbc，可得UH＝

，僅增大霍爾元件的寬度c，上、下表面的電勢(shì)差變??；僅增大霍爾元件的厚度b，上、下表面的電勢(shì)差不變，故B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)UH＝Bvb可知，其他條件一定時(shí)，霍爾電壓越小，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，故D錯(cuò)誤.7.如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在AC板間，虛線中間不需加電場(chǎng)，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說(shuō)法正確的是A.加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無(wú)關(guān)B.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次C.帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2等于P2P3D.加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化√1234567891011能力綜合練1234567891011帶電粒子只有經(jīng)過(guò)AC板間時(shí)被加速，即帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次，電場(chǎng)的方向沒(méi)有改變，則在AC間加速，電場(chǎng)方向不需要做周期性的變化，故B正確，D錯(cuò)誤；1234567891011當(dāng)粒子從D形盒中出來(lái)時(shí)，速度最大，根據(jù)r＝

知加速粒子的最大速度與D形盒的半徑有關(guān)，故A錯(cuò)誤.8.(多選)如圖所示為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)圖，該質(zhì)譜儀由速度選擇器與偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩部分組成，已知速度選擇器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，熒光屏PQ下方勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0.三個(gè)帶電荷量均為q、質(zhì)量不同的粒子沿豎直方向經(jīng)速度選擇器由熒光屏上的狹縫O進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在熒光屏上的S1、S2、S3處，相對(duì)應(yīng)的三個(gè)粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，忽略粒子的重力以及粒子間的相互作用.1234567891011則下列說(shuō)法正確的是A.三個(gè)粒子均帶負(fù)電B.打在S3位置的粒子質(zhì)量最大C.如果S1S3＝Δx，則m3－m1＝D.粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是123456789√1011√1234567891011熒光屏PQ下方勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，由左手定則知三種粒子均帶正電，A錯(cuò)誤；三種粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，qE＝qvB0，解得v＝

，則粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是

，根據(jù)qv·2B0＝m，解得m＝

，打在S3位置的粒子半徑最大，則打在S3位置的粒子質(zhì)量最大，B、D正確；12345678910119.(多選)“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器由地火轉(zhuǎn)移階段進(jìn)入火星俘獲階段后，環(huán)繞火星飛行三個(gè)月，反復(fù)對(duì)首選著陸區(qū)進(jìn)行預(yù)先探測(cè).“天問(wèn)一號(hào)”環(huán)繞器攜帶磁強(qiáng)計(jì)等探測(cè)儀器.目前有一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，原理如圖所示.電路有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬a、高b的長(zhǎng)方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流.已知金屬導(dǎo)體單位長(zhǎng)度中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過(guò)程中，自由電1234567891011子所做的定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng).兩電極M、N分別與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，用電壓表測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差為U.則關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和電極M、N的正負(fù)說(shuō)法正確的是A.M為正、N為負(fù)B.M為負(fù)、N為正C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為1234567891011√√1234567891011由左手定則可知，金屬中的自由電子所受洛