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增分强化练
[基础增分题组]
1.(2019·高考天津卷)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件.当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态.如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为v.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭.则元件的( )
[来源:学科网ZXXK]
A.前表面的电势比后表面的低
B.前、后表面间的电压U与v无关
C.前、后表面间的电压U与c成正比
D.自由电子受到的洛伦兹力大小为
解析:根据左手定则判断出电子受力情况,可知电子偏转到后表面,前表面电势高于后表面电势,故A错误.再由Ee=Bev=F洛,E=,U与v成正比、U与c无关,故B、C错误,D正确.
,解得U=Bva,F洛=
答案:D
2.(多选)(2019·江西南昌一模)如图所示,带电小球a以一定的初速度v0竖直向上抛出,能够达到的最大高度为ha;带电小球b在水平方向的匀强磁场中以相同的初速度v0竖直向上抛出,上升的最大高度为hb;带电小球c在水平方向的匀强电场中以相同的初速度v0竖直向上抛出,上升的最大高度为hc.不计空气阻力,三个小球的质量相等,则( )
A.它们上升的最大高度关系为ha=hb=hc
B.它们上升的最大高度关系为hb<ha=hc
C.到达最大高度时,b小球动能最小
D.到达最大高度时,c小球机械能最大
解析:第1个图:由竖直上抛运动的最大高度公式得ha==mgha,所以ha>hb,即hb<ha=hc,故A错误,B正确.到达最大高度时,b、c两小球都有速度,而a球在最大高度处速度为零,可知a小球动能最小,选项C错误.第3个图中除重力做负功外,电场力对c小球做正功,则到达最大高度时,c小球机械能最大,选项D正确.
mv,又由于mv=2ghc,所以ha=hc;而第2个图:洛伦兹力改变速度的方向,当小球在磁场中运动到最高点时,小球应有水平速度,设此时的球的动能为Ek,则由能量守恒定律得mghb+Ek=,第3个图:当加上电场时,由运动的分解可知,在竖直方向上有v
答案:BD
3.(2019·河北衡水检测)如图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在A、C板间,虚线中间不加电场,如图所示,带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,对这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是( )
A.带电粒子每运动一周被加速两次
B.P1P2=P3P4
C.加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关
D.加速电场方向需要做周期性的变化
解析:带电粒子只有经过A、C板间时被加速,即带电粒子每运动一周被加速一次,电场的方向没有改变,只在A、C间加速,故A、D错误;根据r=,知加速粒子的最大速度与D形盒的半径有关,故C正确.
得,v==2ad,知每转一圈,速度的变化量不等,则P1P2≠P3P4,故B错误;当粒子从D形盒中出来时,速度最大,根据r=-v,因为每转一圈被加速一次,根据v得P1P2=2(r2-r1)=
答案:C
4.(2019·广东珠海联考)如图所示,带电粒子被加速电场加速后,进入相互正交的匀强磁场和匀强电场中,再通过狭缝P进入磁感应强度为B0的匀强磁场中,最后打在板上A1与A2之间.下列表述正确的是( )
A.图中的粒子一定带负电
B.磁场B的方向垂直纸面向内
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率是唯一的
D.粒子打在板上的位置越靠近狭缝P,粒子的电荷量与质量的比越小
解析:粒子在磁场中向左偏转,根据左手定则知,粒子带正电,故A错误;粒子在速度选择器中,电场力和洛伦兹力平衡,电场力的方向水平向右,则洛伦兹力的方向水平向左,根据左手定则知,磁场B的方向垂直纸面向外,故B错误;根据qE=qvB,得v=,速度v、磁感应强度B0一定,越靠近狭缝,则轨道半径越小,粒子的比荷越大,故D错误.
知r=,即通过狭缝P的带电粒子速率是唯一的,故C正确;根据qvB0=m
答案:C
5.(多选)(2019·山东滨州联考)如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,不计摩擦阻力,则以下说法中正确的是( )
A.液滴一定带正电
B.液滴在C点时的动能最大
C.从A到C过程液滴的电势能增大
D.从C到B过程液滴的机械能增大
解析:从图中可以看出,带电粒子由静止开始向下运动,说明重力和电场力的合力向下,洛伦兹力指向弧内,根据左手定则可知,液滴带负电,故A错