第四板块 专题十一 主题三 带电粒子的运动在现代科技中的应用-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（老教材）

第四板块 电场与磁场 主题三 带电粒子的运动在现代科技中的应用 [原理图解·建模型] 装置 原理图 规律分析 带电粒子由静止被加速电场加速，qU=mm,在磁 质谱仪 场中微匀准圆周运动B=m二则比有是器 交流电源的周期和粒子做圆周运动的周期相等， 回旋加速器 粒子在做圆周运动过程中每次经过D形盒缝隙都 会被加速.由9加B="得5。-（2-父2 2m 2m 接交流屯电源 速度选择器 06 若0B=,即一后粒子做匀速直线运动 等离子体射人，受洛伦兹力偏转，使两极板分别带正、负 磁流体发电机 U 电荷，两极板间电压为U时稳定9=B,U=B U d 2U 当9号=B时，有=高流量Q=S=x(号）应 电磁流量计 =xdu 4B 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场 霍尔元件 方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都 垂直的方向上出现了电势差，这个现象称为霍尔效应 [考法全训·用模型] 1.[质谱仪]（多选）某种原子分析仪的部分工作原： 刀双掷开关的触刀掷向3、4时，粒子穿过磁场打 理如图所示，某中性气 在底片上的Q点，已知缝S,与P之间的距离为 体分子进入电离室A, 41=1.414cm:缝S与Q点间在平行S2P方向 被电离成等离子体（其 上距离为d2=30cm,假设中子的质量m,、质子 中包含有一价正离子 质量mp、电子质量me,满足mn=mp=1800me· 和电子)，粒子从电离 根据以上信息，以下说法正确的是 () 室缝S飘出（飘出速 A.触头1对应加速电压的负极 度可视为0)，进入S1与S之间的加速电场，加 B.该气体的原子中具有的核子数为4 速后的粒子从缝S2垂直进入宽度d=30,√3cm C.打在Q点的粒子动量小于打在P点的粒子动量 的匀强磁场，当双刀双掷开关的触刀掷向1,2 D.打在Q点与打在P点的粒子在磁场中的运 时，粒子打在磁场上边界的底片上的P点，当双： 动时间之比为1：3 铺79 新高考方案·专题增分方略物理 2.[回旋加速器]如图所示，回旋 A.上极板电势比下极板电势低 加速器由两个D形金属盒组 B.仅使L增大，两金属电极间的电动势会变大 成，盒面与匀强磁场垂直，并接 C.仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大 X B X 有高频交变电压。中心S处的 D.仅使b增大，两金属电极间的电动势会变大 粒子源产生初速度为零的质子，每次经过窄缝 5.[电磁流量计]（多选）安装 都被加速。已知质子的电荷量为q,质量为m, 在排污管道上的流量计可 加速时电极间电压为U,磁场的磁感应强度大 以测量排污流量，流量为单 小为B,D形盒的半径为R。质子每次加速的时 位时间内流过管道横截面 间可忽略，加速过程中不考虑相对论效应和重 的流体的体积。如图为流量计的示意图，左、右 力的影响。下列说法正确的是 () 两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为 4、b、c,所在空间有垂直于前、后表面且磁感应 A.高频交变电压的周期为 aB 强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内 B.质子做圆周运动的半径越大周期越大 侧固定有金属板M、N,污水充满管道从左向右 C.质子能获得的最大动能与R2成正比 匀速流动，测得排污流量为Q。污水流过管道 D.质子能获得的最大动能与U成正比 时受到的阻力大小f=L,k是比例系数，L 3.[速度选择器]如图所示，在两 为管道长度，为污水的流速，则 () 块平行金属板间存在竖直向下 A.金属板M的电势低于金属板N的电势 的匀强电场和垂直于纸面向里 B,M、N两板间的电势差U=BQ 的匀强磁场（磁场未画出）。现有两种带电粒子 C.排污流量Q与污水中离子浓度无关 M、N分别以同样的速度口从左端沿两板间的 中线射入，都能沿直线从右端射出，不计粒子重 D.左，右两侧管口的压强差△p=如Q b3c3 力。以下说法正确的是 6.[霍尔元件]霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁 A.带电粒子M、N的电性一定相同 传感器，已发展成 B.带电粒子M、N的电量一定相同 一个品种多样的磁 C撤去电场仅保留磁场，M、N做圆周运动的半 传感器产品族，并 径一定相等 已得到广泛的应 D.撤去磁场仅保留电场，M、N若能通过场区，： 用。如图所示，为 则通过场区的时间相等 霍尔元件的工作原理图，长方体元件处于方向 4.[磁流体发电机]我国科研人员采用全新发电方 垂直于上下表而向下的匀强磁场中，磁感应强 式一“爆炸发电”，以满足高耗能武器的连续 度大小为B。当在元件的左右侧面加上电压U 发射需求。其原理如图所示，爆炸将惰性气体 形成电流时，在元件的前后表面间会出现电势 转化为高速等离子体，射入磁流体动力学发生 差，常称为霍尔电压UH。已知元件中的载流子 器，发生器的前后有两强磁极N和S,使得上下： 为电子，元件长为a,宽也为a,高为h,