高中物理課件第九章磁場專題強(qiáng)化十

專題強(qiáng)化十帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析第九章

磁場專題解讀1.本專題是磁場、力學(xué)、電場等知識(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)、電場的觀點(diǎn)(類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律)、磁場的觀點(diǎn)(帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律).內(nèi)容索引過好雙基關(guān)回扣基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練基礎(chǔ)題目研透命題點(diǎn)細(xì)研考綱和真題分析突破命題點(diǎn)課時(shí)作業(yè)限時(shí)訓(xùn)練練規(guī)范練速度過好雙基關(guān)一、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)1.復(fù)合場與組合場(1)復(fù)合場：電場、

、重力場共存，或其中某兩場共存.(2)組合場：電場與磁場各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊，或在同一區(qū)域，電場、磁場分時(shí)間段或分區(qū)域

出現(xiàn).磁場交替2.帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)分類(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時(shí)，將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做

直線運(yùn)動(dòng).(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力大小

、方向

時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做

運(yùn)動(dòng).勻速相等相反勻速圓周(3)較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上時(shí)，粒子做

變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線.(4)分階段運(yùn)動(dòng)帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過程由幾種不同的

組成.非勻運(yùn)動(dòng)階段二、電場與磁場的組合應(yīng)用實(shí)例裝置原理圖規(guī)律質(zhì)譜儀帶電粒子由靜止被加速電場加速qU＝

，在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)qvB＝

，則比荷

＝回旋加速器交變電流的周期和帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期

，帶電粒子在圓周運(yùn)動(dòng)過程中每次經(jīng)過D形盒縫隙都會(huì)被加速.由qvB＝

得Ekm＝相同三、電場與磁場的疊加應(yīng)用實(shí)例裝置原理圖規(guī)律速度選擇器若qv0B＝Eq，即v0＝

，帶電粒子做

運(yùn)動(dòng)勻速電磁流量計(jì)霍爾元件當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)_______qvB電勢差研透命題點(diǎn)1.作用測量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素的儀器.2.原理(如圖1所示)命題點(diǎn)一質(zhì)譜儀的原理和分析基礎(chǔ)考點(diǎn)自主悟透圖1例1

一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖2所示.大量的帶電荷量為＋q，質(zhì)量為2m的離子飄入電壓為U0的加速電場，其初速度幾乎為0，經(jīng)加速后，通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片上.圖中虛線為經(jīng)過狹縫左、右邊界M、N時(shí)離子的運(yùn)動(dòng)軌跡.不考慮離子間的相互作用.(1)求離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x；答案解析圖2解析設(shè)離子在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑為r1，根據(jù)幾何關(guān)系x＝2r1－L，(2)在圖中用斜線標(biāo)出磁場中離子經(jīng)過的區(qū)域，并求該區(qū)域最窄處的寬度d.答案解析解析如圖所示，最窄處位于過兩虛線交點(diǎn)的垂線上答案變式1

(2016·全國卷Ⅰ·15)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖3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加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場.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加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的12倍.此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為A.11 B.12 C.121

D.144圖3√解析1.構(gòu)造：如圖4所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒處于勻強(qiáng)磁場中，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)過一次D形盒縫隙，粒子被加速一次.命題點(diǎn)二回旋加速器的原理和分析能力考點(diǎn)師生共研圖4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5所示.置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，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，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響.則下列說法正確的是A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB.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，經(jīng)該回旋加速器加速的各種粒子的

最大動(dòng)能不變√圖5√答案解析因經(jīng)回旋加速器加速的粒子最大動(dòng)能Ekm＝2mπ2R2f

2與m、R、f均有關(guān)，故D錯(cuò)誤.變式2如圖6甲所示是用來加速帶電粒子的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)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連.帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示.忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，則下列判斷中正確的是A.在Ek－t圖象中應(yīng)有t4－t3<t3－t2<t2－t1B.加速電壓越大，粒子最后獲得的動(dòng)能

就越大C.粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動(dòng)能一定越大D.要想粒子獲得的最大動(dòng)能增大，可增加D形盒的面積圖6√答案解析解析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與速度大小無關(guān)，因此，在Ek－t圖中應(yīng)有，t4－t3＝t3－t2＝t2－t1，A錯(cuò)誤；變式3回旋加速器的工作原理如圖7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t＝0～

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)過狹縫均做加速運(yùn)動(dòng)，不考慮粒子間的相互作用.求：圖7(1)出射粒子的動(dòng)能Ek；答案解析(2)粒子從飄入狹縫至動(dòng)能達(dá)到Ek所需的總時(shí)間t0.解析設(shè)粒子被加速n次達(dá)到動(dòng)能Ek，則Ek＝nqU0.答案解析共同特點(diǎn)：當(dāng)帶電粒子(不計(jì)重力)在復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，qvB＝qE.1.速度選擇器

命題點(diǎn)三電場與磁場疊加的應(yīng)用實(shí)例分析基礎(chǔ)考點(diǎn)

自主悟透圖8(1)平行板中電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直.(如圖8)(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是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3如圖9所示是一速度選擇器，當(dāng)粒子速度滿足v0＝

時(shí)，粒子沿圖中虛線水平射出；若某一粒子以速度v射入該速度選擇器后，運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線，則關(guān)于該粒子的說法正確的是A.粒子射入的速度一定是v>B.粒子射入的速度可能是v<C.粒子射出時(shí)的速度一定大于射入速度D.粒子射出時(shí)的速度一定小于射入速度答案圖9√2.磁流體發(fā)電機(jī)圖10(1)原理：如圖10所示，等離子氣體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集在A、B板上，產(chǎn)生電勢差，它可以把離子的動(dòng)能通過磁場轉(zhuǎn)化為電能.(2)電源正、負(fù)極判斷：根據(jù)左手定則可判斷出圖中的B是發(fā)電機(jī)的正極.(3)電源電動(dòng)勢U：設(shè)A、B平行金屬板的面積為S，兩極板間的距離為l，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子氣體的電阻率為ρ，噴入氣體的速度為v，板外電阻為R.當(dāng)正、負(fù)離子所受電場力和洛倫茲力平衡時(shí)，兩極板間達(dá)到的最大電勢差為U(即電源電動(dòng)勢)，則q＝qvB，即U＝Blv.(4)電源內(nèi)阻：r＝ρ.(5)回路電流：I＝

.例4

(多選)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，圖11是它的示意圖，平行金屬板A、C間有一很強(qiáng)的磁場，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，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，正對面積為S，等離子體的電阻率為ρ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直磁場方向射入A、C兩板之間，則穩(wěn)定時(shí)下列說法中正確的是A.極板A是電源的正極B.電源的電動(dòng)勢為BdvC.極板A、C間電壓大小為D.回路中電流為√圖11√答案解析解析等離子體噴入磁場，帶正電的離子因受到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)；3.電磁流量計(jì)(1)流量(Q)的定義：單位時(shí)間流過導(dǎo)管某一截面的導(dǎo)電液體的體積.(2)公式：Q＝Sv；S為導(dǎo)管的橫截面積，v是導(dǎo)電液體的流速.(3)導(dǎo)電液體的流速(v)的計(jì)算如圖12所示，一圓形導(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)電液體中的自由電荷(正、負(fù)離子)在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使a、b間出現(xiàn)電勢差，當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢差(U)達(dá)到最大，由q＝qvB，可得v＝

.圖12例5

(多選)為了測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13所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a＝1m、b＝0.2m、c＝0.2m，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B＝1.25T的勻強(qiáng)磁場，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)，用電壓表測得兩個(gè)電極間的電壓U＝1V.且污水流過該裝置時(shí)受到阻力作用，阻力Ff＝kLv，其中比例系數(shù)k＝15N·s/m2，L為污水沿流速方向的長度，v為污水的流速.下列說法中正確的是A.金屬板M電勢不一定高于金屬板N的電勢，因?yàn)槲鬯?/p>

負(fù)離子較多B.污水中離子濃度的高低對電壓表的示數(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)Q＝0.16m3/sD.為使污水勻速通過該裝置，左、右兩側(cè)管口應(yīng)施加的壓強(qiáng)差為Δp＝1500Pa答案解析圖13√√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)離子向下偏轉(zhuǎn)，N板帶負(fù)電，M板帶正電，則N板的電勢比M板電勢低，故A錯(cuò)誤；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B中，當(dāng)電流通過導(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)電勢高低的判斷：如圖14，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′的電勢高.若自由電荷是正電荷，則下表面A′的電勢低.圖14例6中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)，楊振寧稱這一發(fā)現(xiàn)是諾貝爾獎(jiǎng)級的成果.如圖15所示，厚度為h、寬度為d的金屬導(dǎo)體，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時(shí)，在導(dǎo)體上、下表面會(huì)產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).下列說法正確的是A.上表面的電勢高于下表面的電勢B.僅增大h時(shí)，上、下表面的電勢差增大C.僅增大d時(shí)，上、下表面的電勢差減小D.僅增大電流I時(shí)，上、下表面的電勢差減小答案解析圖15√解析因電流方向向右，則金屬導(dǎo)體中的自由電子是向左運(yùn)動(dòng)的，根據(jù)左手定則可知上表面帶負(fù)電，則上表面的電勢低于下表面的電勢，A錯(cuò)誤；課時(shí)作業(yè)1.在如圖1所示的平行板器件中，電場強(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沿虛線射入后做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子A.一定帶正電B.速度v＝C.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12345678910111213雙基鞏固練√圖1解析粒子帶正電和負(fù)電均可，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；12345678910111213若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，所受電場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.2.(多選)如圖2所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源的兩極上，使a、b兩板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場E，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，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里.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√圖2答案解析12345678910111213√√解析因?yàn)槿x子在兩極板間都是沿直線運(yùn)動(dòng)的，電場力等于洛倫茲力，可以判斷三束正離子的速度一定相同，且電場方向一定由a指向b，A錯(cuò)誤，C正確；在右側(cè)磁場中三束正離子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑不同，可知這三束正離子的比荷一定不相同，B項(xiàng)正確；若將這三束離子改為帶負(fù)電，而其他條件不變的情況下分析受力可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，仍能從d孔射出，D項(xiàng)正確.123456789101112133.(2018·山東濟(jì)寧模擬)為監(jiān)測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、右兩端開口與排污管相連，如圖3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，在空腔前、后兩個(gè)側(cè)面上各有長為a的相互平行且正對的電極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.下列說法中錯(cuò)誤的是A.M板比N板電勢低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.若只增大所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則電流表的示數(shù)

也增大答案√12345678910111213圖3解析解析污水從左向右流動(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.123456789101112134.(多選)如圖4是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫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.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方向垂直于紙面向外C.能通過狹縫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12345678910111213圖4√√√解析解析質(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.123456789101112135.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測通過動(dòng)脈的血流速度.電磁血流計(jì)由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的.使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖5所示.由于血液中的正負(fù)離子隨血液一起在磁場中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢差.在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零.在某次監(jiān)測中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢差為160μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T.則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為A.1.3m/s，a正、b負(fù)

B.2.7m/s，a正、b負(fù)C.1.3m/s，a負(fù)、b正

D.2.7m/s，a負(fù)、b正圖5答案12345678910111213√6.利用霍爾效應(yīng)制作的元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域.如圖6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)形成電勢差UCD，下列說法中正確的是A.電勢差UCD僅與材料有關(guān)B.僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，C、D兩面的電勢差變大C.若霍爾元件中定向移動(dòng)的是自由電子，則電勢差

UCD>0D.在測定地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平方向圖6答案解析12345678910111213√12345678910111213若僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，則C、D兩面的電勢差增大，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)，則電勢差UCD<0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；地球赤道上方的地磁場方向?yàn)樗椒较?，元件的工作面要與磁場方向垂直，故元件的工作面應(yīng)保持豎直方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.7.(多選)(2018·四川成都調(diào)研)如圖7，為探討霍爾效應(yīng)，取一塊長度為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B，且通以圖示方向的電流I時(shí)，用電壓表測得導(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.下列說法中正確的是A.M板比N板電勢高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v＝D.導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為圖7答案解析12345678910111213√√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向上，則M板積累了電子，M、N之間產(chǎn)生向上的電場，所以M板比N板電勢低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.電子定向移動(dòng)相當(dāng)于長度為d的導(dǎo)體垂直切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電壓表的讀數(shù)U等于感應(yīng)電動(dòng)勢E，則有U＝E＝Bdv，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)無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由U＝E＝Bdv得，自由電子定向移動(dòng)的速度為v＝

，選項(xiàng)C正確；123456789101112138.(多選)(2014·新課標(biāo)全國Ⅱ·20)圖8為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖.圖中，永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場.硅微條徑跡探測器可以探測粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡.宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子.當(dāng)這些粒子從上部垂直磁場方向進(jìn)入磁場時(shí)，下列說法正確的是A.電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B.電子與正電子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑一定相同C.僅依據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡無法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D.粒子的動(dòng)能越大，它在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小√答案解析12345678910111213綜合提升練圖8√解析根據(jù)左手定則，電子、正電子進(jìn)入磁場后所受洛倫茲力的方向相反，故兩者的偏轉(zhuǎn)方向不同，選項(xiàng)A正確；12345678910111213對于質(zhì)子、正電子，它們在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)不能確定mv的大小，故選項(xiàng)C正確；9.如圖9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)磁場中，并分別與高頻電源相連.現(xiàn)分別加速氘核和氦核.下列說法中正確的是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12345678910111213圖9√123456789101112131234567891011121310.速度相同的一束粒子(不計(jì)重力)由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖10所示，則下列相關(guān)說法中正確的是A.該束粒子帶負(fù)電B.速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C.能通過狹縫S0的粒子的速度等于D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0，則粒子

的比荷越小答案解析12345678910111213圖10√解析根據(jù)該束粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2時(shí)向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則判斷出該束粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到電場力和洛倫茲力作用，由左手定則知洛倫茲力方向豎直向上，則電場力方向豎直向下，因粒子帶正電，故電場強(qiáng)度方向向下，速度選擇器的P1極板帶正電，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；123456789101112131234567891011121311.(多選)如圖11所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，由加速電場、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)均勻輻射電場，在中心線處的電場強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，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)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，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.下列說法正確的是A.極板M比極板N的電勢高B