专题强化训练(十五) 现代电磁技术-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

专题强化训练(十五)　现代电磁技术 一、单项选择题 1.(2022·海南卷)有一个辐向分布的电场,距离O相等的地方电场强度大小相等,有一束粒子流通过电场,又垂直进入一匀强磁场,则运动轨迹相同的粒子,它们具有相同的 (　　) A.质量 B.电量 C.比荷 D.动能 解析　粒子在辐向电场中以速度v做匀速圆周运动,电场力完全提供向心力,根据牛顿第二定律可知qE=m,解得r=·,粒子在匀强磁场中qvB=m,解得r'=·,粒子不同场中的轨迹相同,即粒子在不同场中转动半径相同,所以这些粒子具有相同的速度v和比荷,C项正确。 答案　C 2.劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示,真空中的两个D形金属盒间留有平行的狭缝,粒子通过狭缝的时间可忽略。匀强磁场与盒面垂直,加速器接在交流电源上,若A处质子源产生的质子可在盒间被正常加速,下列说法错误的是 (　　) A.虽然逐渐被加速,质子每运动半周的时间不变 B.只增大交流电压,质子在盒中运动总时间变短 C.只增大磁感应强度,仍可能使质子被正常加速 D.只增大交流电压,质子出口速度不变 解析　质子在D形盒中运动的周期T=,半个周期为,质子的比荷不变,则质子每运动半周的时间不变,A项正确;质子在电场中加速,根据qU=mv2,qvB=m,联立可得R=,增大交变电压,质子运动的半径增大,则质子在回旋加速器中加速的次数减少,又因为周期不变,则在加速器中质子运动时间会变短,B项正确;由T=可知,若磁感应强度B增大,则T会减小,只有交流电频率增大,才能正常工作,C项错误;设D形盒的最大半径为RD,质子的出口速度满足qvmB=m,可得vm=,vm与电压无关,故D项正确。 答案　C 3.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度,电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的,使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示,由于血液中的正、负离子随血液一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差,在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点间的距离为3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T,则血流速度的近似值和电极a、b的正负为　 (　　) A.1.3 m/s,a正、b负 B.2.7 m/s,a正、b负 C.1.3 m/s,a负、b正 D.2.7 m/s,a负、b正 解析　由于正、负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动,利用左手定则可以判断电极a带正电,电极b带负电,根据离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为0,即qvB=qE,得血液流动速度v==≈1.3 m/s,A项正确。 答案　A 二、多项选择题 4.方向如图所示的匀强电场(电场强度为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区,一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0射入场区,则 (　　) A.若v0>,电子沿轨迹Ⅰ运动,出场区时速度v>v0 B.若v0>,电子沿轨迹Ⅱ运动,出场区时速度v<v0 C.若v0<,电子沿轨迹Ⅰ运动,出场区时速度v>v0 D.若v0<,电子沿轨迹Ⅱ运动,出场区时速度v<v0 解析　当qv0B=qE时,电子沿直线运动,v0=。当v0>时,即洛伦兹力大于静电力,所以电子向下偏转,静电力做负功,动能减小,出场区时速度v<v0,B项正确,A项错误;当v0<时,即洛伦兹力小于静电力,所以电子向上偏转,静电力做正功,动能增大,出场区时速度v>v0,D项错误,C项正确。 答案　BC 5.如图所示为磁流体发电机的原理图,平行金属板M、N之间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。现将大量等离子体从左侧喷射入磁场区域,额定功率为P的灯泡L正常发光,且此时灯泡电阻为R,发电机内阻为r。下列说法正确的是 (　　) A.金属板N上聚集正电荷 B.电路中电流的大小为 C.该发电机的电动势为+r D.若不考虑发电机的内阻,则等离子体的速率为 解析　由左手定则知正离子向上偏转,所以M带正电,A项错误;根据P=I2R可得,电路中电流的大小为I=,B项正确;发电机所接灯泡正常发光,由功率P=可知外电压U=,该发电机的电动势为E=U+U内=+r,C项正确;两板间电压稳定时满足q=qvB,解得等离子体的速率v=,D项正确。 答案　BCD 6.自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,一块磁铁安装在前轮上,轮子每转一圈,磁铁就靠近传感器一次,传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示,外接电源使通过霍尔元件电流I向左,当磁场靠近霍尔元件时,在导体前后表面间出现电势差U(前表面的电势低于后表面的电势)。下述说法正确的有 (