2024届高考物理一轮复习练：第六十讲 带电粒子在复合场中的运动

第六十讲：带电粒子在复合场中的运动 一、单选题 1．磁流体发电机是利用洛伦兹力的磁偏转作用发电的。如图所示，A、B是两块处在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场。下列说法正确的是（　　） A．B板是电源的正极 B．A板是电源的正极 C．电流从上往下流过电流表 D．等离子体中带正电荷的粒子受到竖直向上的洛伦兹力 2．如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于圆环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，若运动过程中小球的带电荷量不变，那么（ ） A．磁场力对小球一直做正功 B．小球受到的磁场力不断增大 C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动 D．小球仍做匀速圆周运动 3．如图所示为回旋加速器的示意图．两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速．已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q．下列说法不正确的是（ ） A．质子的最大速度不超过2Rf B．质子的最大动能为 C．高频交变电源的频率 D．质子的最大动能与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加 4．为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速．假设海洋某处的地磁场竖直分量为B＝0.5×10－4T，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若两极相距L＝10m，与两电极相连的灵敏电压表的读数为U＝2 mV，则海水的流速大小为（ ） A．40 m/s B．4 m/s C．0.4 m/s D．4×10 -3 m/s 5．某兴趣小组设计的测量大电流的装置如图所示，通有电流I的螺绕环在霍尔元件处产生的磁场B=k1I，通有待测电流I′的直导线ab垂直穿过螺绕环中心，在霍尔元件处产生的磁场B′=k2I。调节电阻R，当电流表示数为I0时，元件输出霍尔电压UH=U0；当电流表示数为2I0时，元件输出霍尔电压UH′=U0。则待测电流I′的方向和大小分别为（　　） A．a→b， B．a→b， C．b→a， D．b→a， 6．如图所示，在的区域存在方向沿轴正方向的匀强电场，场强大小为，在的区域存在方向垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。一个带负电的粒子（重力不计）从轴上的A点以大小为的初速度沿轴正方向射出，粒子在电场和磁场中运动后回到A点。则（　　） A． B． C． D． 7．回旋加速器的工作原理如图1所示，D1和D2是两个相同的中空半阳金属盒，金属盒的半径为R，它们之间接如图2所示的交变电源，图中U0、T0已知，两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。将一质子从D1金属盒的圆心处由静止释放，质子经过加速后最终从D形盒的边缘射出。已知质子的质量为m，电荷量为q，不计电场中的加速时间，且不考虑相对论效应。下列说法正确的是（　　） A．回旋加速器中所加磁场的磁感应强度 B．质子从D形盒的边缘射出时的速度一定为 C．质子加速和偏转过程中，相邻轨迹间的距离越来越小 D．质子在磁场中的轨迹圆的圆心在同一个点 8．某种微小位移传感器的工作原理如图1所示，将霍尔元件置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，通过电压与磁场的关系可以测出微小的位移。霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，其单位体积内自由电荷的数目为n，自由电荷的电荷量为q，霍尔元件中通有沿图2方向、大小为I的恒定电流。当霍尔元件初始位置位于两磁铁正中间处时，与霍尔元件所连接的电压表的示数为零。已知两磁铁间沿x轴方向的磁感应强度如图3所示，图中为已知量，则当电压表的示数为时，霍尔元件位移的大小为（　　） A． B． C． D． 9．如图是真空中位于同一水平面的三个同心圆、和围成的区域，为圆心。、间存在辐射状电场，、间有磁感应强度大小为、方向垂直水平面（纸面）的匀强磁场。电子从点静止释放，由进入磁场，恰好没有从上方圆上的点（未画出）飞出磁场。已知电子的比荷为，、和的半径分別、和。则（　　） A．磁场的方向垂直纸面向里 B．电子在磁场运动的半径为 C．、两点间的电势差为 D．、两点间的电势差为 10．如图甲所示为质谱仪工作的原理图，已知质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，经电场加速后，由小孔S沿着与磁场垂直的方向，进入磁感应强度