发布时间 : 星期三 文章2020版高考物理一轮复习第八章磁场专题突破九带电粒子在复合场中运动实例学案解析版更新完毕开始阅读ea459ef0d7bbfd0a79563c1ec5da50e2524dd1e7
是发电机的负极，故A正确；根据电子或正离子所受洛伦兹力等于电场力qvB＝q得，产生的电动势的大小为E＝Bdv，因等离子体的电阻不可忽略，因此电阻R两端的电压会小于产生的电动势，故B错误；依据功能关系可知，电子与正离子克服电场力做功把其他形式的能转化为电能，故C正确；等离子体中有正离子和电子，在磁场中受到洛伦兹力的作用，分别向两极偏转，于是在两极之间产生电势差，两极间存在电场力，当外电路断开时，等离子体受到的洛伦兹力与电场力平衡，从而不会偏移，故D正确．
4.(多选)(2017·泰州中学等综合评估)为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计(流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积)．如图16所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水从左向右匀速流动，测得M、N间电压为U，污水流过管道时受到的阻力大小f＝kLv，k是比例系数，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速．则( )
图16
A．污水的流量Q＝
2
EdabU BB．金属板M的电势不一定高于金属板N的电势 C．电压U与污水中离子浓度无关
kaU2
D．左、右两侧管口的压强差Δp＝23
bBc答案 CD
解析 根据离子所受洛伦兹力和电场力平衡，有：qvB＝q，解得v＝，则有污水的流量Q＝vS＝vbc＝bc＝，故A错误；根据左手定则，正离子向金属板M偏转，负离子向金属板
UcUBcUBcUbBN偏转，知金属板M的电势一定高于金属板N的电势，故B错误；最终离子在电场力和洛伦
兹力作用下平衡，有：qvB＝q，解得：U＝vBc，与污水中离子浓度无关，故C正确；根据平
UcUkaU2
衡条件有：Δp·bc＝f＝kLv＝kav，而v＝，解得左右两侧管口压强差Δp＝23，故D
BcbBc2
2
正确．
5．(多选)(2018·扬州市一模)如图17所示，导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中，表面与磁场方向垂直，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，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是( )
图17
A．通过霍尔元件的磁场方向向下 B．接线端2的电势低于接线端4的电势
C．仅将电源E1、E2反向接入电路，电压表的示数不变 D．若适当减小R1、增大R2，则电压表示数一定增大 答案 ABC
解析 根据安培定则可知，通过霍尔元件的磁场方向向下，故A正确；通过霍尔元件的电流由接线端1流向接线端3，电子移动方向与电流的方向相反，由左手定则可知，电子偏向接线端2，所以接线端2的电势低于接线端4的电势，故B正确；当仅将电源E1、E2反向接入电路后，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，即2、4两接线端的电势差不发生改变，即电压表的示数不变，故C正确；适当减小R1，电磁铁中的电流增大，产生的磁感应强度增大，而当增大R2，霍尔元件中的电流减小，所以霍尔电压如何变化不确定，即电压表示数变化不确定，故D错误．
1.(多选)(2017·南京市、盐城市一模)如图1所示，虚线所围的区域内存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．从左方水平射入的电子，穿过该区域时未发生偏转．则下列分析中可能正确的是( )
图1
A．E竖直向上，B垂直纸面向外，电子做匀速直线运动通过区域 B．E竖直向上，B垂直纸面向里，电子做匀速直线运动通过区域 C．E和B都是沿水平方向，电子做匀减速直线运动通过区域 D．E和B都是沿水平方向，电子做匀加速直线运动通过区域 答案 ACD
解析 若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则电子所受电场力方向竖直向下，而所受洛伦兹力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转，并且做匀速直线运动，故A正确，B错误；若E和B都沿水平方向，则电子所受电场力方向与运动方向在一条直线上，而由于电子运动方向与B方向在一条直线上，所以电子不受洛伦兹力，因此穿过此区域不会发生偏转，如果电场方向与电子运动方向相同，则电子所受电场力方向与运动方向相反，则电子可能匀减速通过该区域，故C正确；若电场方向与电子运动方向相反，则电子所受电场力方向与运动方向相同，则电子匀加速通过该区域，故D正确． 2.(多选)(2018·田家炳中学模拟)如图2所示是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子经电场加速后进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，
平板S上有可让粒子通过的狭缝P(只有在正交电磁场中做直线运动的粒子才能通过P狭缝)和记录粒子位置的胶片A1A2，平板S下方有磁感应强度为B0、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，根据图示粒子的运动，下列说法正确的有( )
图2
A．图示轨迹运动的粒子一定是同种粒子 B．图示轨迹运动的粒子一定是带正电的粒子
C．图示B0磁场中圆轨道上运动的粒子速度大小一定相等 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 答案 BC
3.(多选)如图3所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，使a、b两板间产生匀强电场(场强大小为E)，右边有一块挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成三束，则下列判断正确的是( )
图3
A．这三束正离子的速度一定不相同 B．这三束正离子的比荷一定不相同
C．a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向b
D．若这三束离子改为带负电而其他条件不变，则仍能从d孔射出 答案 BCD
解析 因为三束正离子在两极板间都是沿直线运动的，故三束正离子所受电场力等于洛伦兹力，可以判断三束正离子的速度一定相同，且电场方向一定由a指向b，A项错误，C项正确；在右侧磁场中三束正离子运动轨迹半径不同，可知这三束正离子的比荷一定不相同，B项正确；若将这三束离子改为带负电，而其他条件不变的情况下分析受力可知，三束离子所受电场力仍等于洛伦兹力，故在两板间仍做匀速直线运动，仍能从d孔射出，D项正确． 4．(多选)(2017·如皋市第二次质检)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图4所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是( )
图4
A．减小狭缝间的距离
B．增大磁场的磁感应强度 C．增大D形金属盒的半径 D．增大匀强电场间的加速电压 答案 BC
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v2qBR12qBR解析 由洛伦兹力提供向心力得qvB＝m，解得v＝，则粒子的动能Ek＝mv＝，知Rm22m最大动能与加速电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的最大动能，故B、C正确，A、D错误． 5．(2018·海安中学月考)如图5所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转．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( )
图5
A．适当减小加速电压U B．适当减小电场强度E
C．适当增大加速电场极板之间的距离 D．适当减小磁感应强度B 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，而电子所受电场力竖直向上，故电子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以要使电子在复合场中做匀速直线运12
动，要么减小电场力，要么增大洛伦兹力．在加速电场中，根据动能定理eU＝mv，可得v2＝
2eUm，适当减小加速电压U，可以减小电子在复合场中运动的速度v，从而减小洛伦兹
力，故A错误．适当减小电场强度E，可以减小电场力，故B正确．适当增大加速电场极板之间的距离，由于两极板间的电压没有变化，所以电子进入磁场的速率没有变化，因此没有改变电场力和洛伦兹力的大小，故C错误．适当减小磁感应强度B，可以减小洛伦兹力，故D错误．
6．(多选)如图6为一利用海流发电的原理图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块电阻不计的金属板M、N，板长为a，宽为b，板间的距离为d，将管道沿海流方向固定在海水中，在管道中加一个与前后表面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B，将电阻为R的航标灯与两金属板连接(图中未画出)，海流方向如图，海流速率为v，下列说法正确的是( )