天津市大港一中2024-2025学年下期高二物理 期末复习安培力电磁感应专题

大港一中2024-2025学年下期期末复习安培力洛伦兹力电磁感应专题 1．金属圆环放在光滑绝缘水平面上，直线MN是垂直于水平面向上的匀强磁场的边界，给圆环一个水平力使圆环沿图示方向匀速进入磁场，速度大小为v，速度方向与MN的夹角为θ（θ＜90°），当圆环有一半进磁场时，下列说法正确的是（　　） A．圆环中有沿逆时针方向的感应电流 B．圆环受到的安培力方向与速度v方向相反 C．撤去水平力后，圆环将做曲线运动 D．撤去水平力后，圆环进磁场后的最小速度为0 2．如图所示，边长为L的正方形金属线框abcd用绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态，ab边水平，带有绝缘层的长直金属导线MN水平固定，刚好与金属线框ad边和bc边接触，线框关于长直导线对称，长直导线通有从M到N的恒定电流，线框中通有大小为I、沿顺时针方向的恒定电流，线框的质量为m，重力加速度为g，细线的拉力为F，则（　　） A．ab边受到的安培力方向向上 B．F<mg C．俯视看，线框有绕悬线沿逆时针方向转动的趋势 D．长直导线中的电流在线框ab边处产生的磁场磁感应强度大小为 3．某科学探究小组制作了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图所示，间距为l的水平平行金属导轨左端连接充好电的电容器，电容为C，电压为U，导轨右端放置质量为m的光滑金属棒，匀强磁场沿竖直方向（图中未画出），磁感应强度大小为B，开关闭合后金属棒向右离开导轨后水平射出，若某次试验金属棒弹射出去后电容器两端的电压减为，不计一切阻力，则金属棒离开导轨的速度为（） A． B． C． D． 4．如图所示，两光滑平行金属导轨水平放置，左端接一定值电阻R，其余电阻不计，整个装置处于垂直于轨道平面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。质量为m的导体棒在水平拉力F作用下由静止做匀加速直线运动，拉力F与时间t的关系图像如图所示，则（    ） A．=0时棒的加速度B．导轨间距 C．时棒的速度D．时间内F的冲量 5．平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．甲图中ab受到的安培力方向水平向左 B．乙图中ab受到的安培力大小为ILBsinθ C．丙图中ab可能不受摩擦力 D．三幅图中，ab受到的安培力大小均不相等 6．某物理兴趣小组在研究磁电式电流表原理和构造时，发现磁电式电流表主要由磁体、极靴、线圈、螺旋弹簧组成。进一步研究发现极靴中间有一个铁制圆柱，而线圈则绕在铝制框架上，指针也固定在框架上。下列四位同学对磁电式电流表的原理和构造的讨论正确的是（　　） A．张同学认为线圈转动时所受安培力不变，磁场为匀强磁场 B．徐同学认为是螺旋弹簧的弹力使线圈和指针发生偏转 C．孔同学认为减小线圈匝数可以增大电流表的灵敏度 D．朱同学认为铝质框架转动时能起到电磁阻尼的效果 7．如图所示，竖直放置的光滑绝缘斜面处于方向垂直竖直平面（纸面）向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一带电荷量为q(q>0)的滑块自a点由静止沿斜面滑下，下降高度为h时到达b点，滑块恰好对斜面无压力。关于滑块自a点运动到b点的过程，下列说法正确的是（　　） A．滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用 B．滑块在b点受到的洛伦兹力大小为 C．洛伦兹力做正功 D．滑块的机械能增大 8．2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（   ） A．电场力的瞬时功率为B．该离子受到的洛伦兹力大小为qv1B C．v2与v1的比值不断变大 D．该离子的加速度大小不变 9．下列各图所示能产生感应电流的是（    ） A．一个闭合线圈绕平行于匀强磁场的转动轴匀速转动 B．条形磁铁插入有开口的圆环 C．闭合线圈与条形磁铁在同一平面远离磁铁 D．平行金属导轨上两根金属棒向相反方向运动 10.近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/S，则线圈产生的感应电动势最接近（    ） A． B． C． D． 11．如图为法拉第圆盘实验的示意图，金属铜圆盘下侧处在匀强磁场中，其磁感应强度大小为B，方向水平向右，电刷C与铜盘边缘接触良好，O、C两端与电阻R相连，其余电阻不计。已知圆盘的半径为r，金属圆盘沿图示方向绕金属轴匀速旋转，其角速度为。下列说法正确的是（　　） A．若圆盘按照图示方向转动，则C点电势比O点电势低 B．圆盘O、C点间产生的感应电动势为 C．电阻R中会有正弦式交变电流流过 D．若将电刷C向O向上靠近一小段距离，流过电阻R的电流强度会变大 12．一次消防演练中，一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框abcd吊起，线框始终保持水平。地磁场的竖直分量By，随距离地面高度h的增大而减小，当飞机带动线框匀速上升时（    ） A．穿过线框的磁通量增大 B．线框中感应电流方向为 C．线框的四条边有向内收缩的趋势 D．绳索对线框的作用力小于线框的重力 13．如图，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，若两次拉出的速度之比为，则两次线圈所受外力大小之比为（　　） A． B． C． D． 14．（多选）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于对称的位置时（　　） A．穿过回路的磁通量为零 B．回路中感应电动势大小为 C．回路中感应电流的方向为顺时针方向 D．回路中ab边与cd边所受安培力方向不相同 15．（多选）一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于半圆形回路所在的平面．半圆形回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，正确的是(  ） A．感应电流方向始终沿顺时针方向 B．CD段直导线始终不受安培力 C．感应电动势最大值Em＝Bav D．感应电动势平均值E＝ 16．一种电磁波接收器结构简化后，如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积s=10cm2。螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=9Ω，若磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），则（　　） A．感应电动势为0.6V B．感应电流为0.6A C．电阻R两端的电压为6V D．0~1s内，通过R的感应电流方向为从A到C 17．如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（　　） A．铝框所用时间相同 B．铝框上产生的热量相同 C．铝框中的电流方向相同 D．安培力对铝框的冲量相同 18．如图所示，a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为2∶3，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（    ） A．穿过a、b两环的磁通量大小之比为4∶9 B．a、b两环绕圆心在纸面内转动时，两环中均有感应电流 C．磁感应强度B增大时，a、b两环中均有逆时针方向的感应电流 D．磁感应强度B均匀增大时，a、b两环中产生的感应电流之比为4∶9 19．某同学设计了如下4个电路研究自感现象。开关闭合时，灯泡正常发光，开关断开后，灯泡逐渐熄灭的是（　　）A．B．C．D． 20．感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，将工件置于感应线圈中，向线圈通入交流电时，工件中将出现涡流，在很短时间内，工件表面温度可以达到淬火温度1000°C，立即冷却使工件表面淬火。下列关于工件加热过程中说法正确的是（　　） A．工件中磁通量保持不变 B．工件中出现的涡流方向不变 C．工件中出现的是交流电，其频率小于感应线圈中通入交流电的频率 D．在感应线圈中通入的交流电峰值不变的情况下，频率越高，工件中的感应电流越大 (多)21．芯片制造中的重要工序之一是离子注入，速度选择器是离子注入机的重要组成部分。如图所示，从离子源S发射出速度不同的各种离子，仅有部分离子沿平行于纸面的水平直线穿过速度选择器右侧挡板上的小孔，已知速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E、方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B，速度选择器置于真空中，不计离子受到的重力。下列说法正确的是（　　） A．穿过小孔的离子一定带正电荷 B．穿过小孔的离子的速度大小一定为E/B C．穿过小孔的离子的比荷一定相同 D．若离子受到的重力不能忽略，则从小孔穿过的负离子的速度大于正离子的速度 (多)22．如图1所示，让离子流从容器下方的小孔无初速度飘入加速电场，加速后垂直进入磁感应强度大小为的匀强磁场，最后打在照相底片上，形成一系列谱线。某位科学爱好者，经过一系列操作得到图2所示的图像，图像纵轴表示“谱线”到离子射入磁场的入射点的距离，而横轴并未作记录，则下列分析判断中正确的是（　　） A．图像横坐标轴一定表示离子比荷的平方根 B．图像横坐标轴可能表示离子比荷倒数的平方根 C．图像横坐标轴可能表示加速电场的电势差 D．图像横坐标轴可能表示加速电场电势差的平方根 (多)23．2023年11月，中国原子能科学研究院“BNCT强流质子回旋加速器样机研制”顺利通过技术验收。如图所示，该回旋加速器接在高频交流电压U上，质子束最终获得Ek的能量，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A．质子获得的最终能量与高频电压U无关 B．回旋加速器连接的高频交流电压不可以是正弦交流电 C．图中加速器的磁场方向垂直于D形盒向下 D．若用该回旋加速器加速粒子，则应将高频交流电的频率适当调大 (多)24．如图所示是利用霍尔效应测量磁场的传感器，由运算芯片LM393和霍尔元件组成，LM393输出的时钟电流（交变电流）经二极管整流后成为恒定电流I从霍尔元件的A端流入，从F端流出。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔原件的工作面水平向左，测得CD端电压为U。已知霍尔元件的载流子为自由电子，单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，霍尔原件沿AF方向的长度为d1，沿CD方向的宽度为d2，沿磁场方向的厚度为h，下列说法正确的是（    ） A．C端的电势高于D端 B．若将匀强磁场的磁感应强度减小，CD间的电压将增大 C．自由电子的平均速率为 D．可测得此时磁感应强度 (多)25．如图，将一个磁流体发电机与电容器用导线连接起来，持续向板间喷入垂直于磁场速度大小为v1的等离子体（不计重力），板间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；有一带电油滴从电容器的中轴线上匀速通过电容器。两个仪器两极板间距相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A． 带电油滴带正电 B． B．油滴的荷质比 C．增大等离子体的速度v1，油滴将向上偏转 D．改变单个等离子体所带的电量，油滴不能匀速通过 (多)26．电磁血流计是医生测量血管中血液流速的装置。如图所示，某段血管处于磁感应强度为的匀强磁场中，血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动时（方向如图），两点间会有微小的电势差。则下列说法正确的是（　　） A．点的电势低于点的电势 B．正、负离子所受洛伦兹力方向相同 C．血流计理论上可以测量任何液体的流速 D．血液流速越大，两点间电势差越大 27．质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。求： （1）粒子进入偏转磁场的速度v； （2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向； （3）加速电场的电势差U。 28．1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间接交流电源，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的质子，质量为m、电荷量为q，（质子初速度很小，可以忽略）在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用，求： （1）离子第一次进入磁场中的速度v； （2）粒子在电场中最多被加速多少次； （3）要使质子每次经过电场都被加速，则交流电源的周期为多大。在实际装置设计中，可以采取哪些措施尽量减少带电粒子在电场中的运行 第3页 共6页 ◎ 第4页 共6页 第1页 共6页 ◎ 第2页 共6页 学科网（北京）股份有限公司 答案第6页，共6页 答案第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大港一中2024-2025学年下期期末复习安培力洛伦兹力电磁感应专题 1．金属圆环放在光滑绝缘水平面上，直线MN是垂直于水平面向上的匀强磁场的边界，给圆环一个水平力使圆环沿图示方向匀速进入磁场，速度大小为v，速度方向与MN的夹角为θ（θ＜90°），当圆环有一半进磁场时，下列说法正确的是（　　） A．圆环中有沿逆时针方向的感应电流 B．圆环受到的安培力方向与速度v方向相反 C．撤去水平力后，圆环将做曲线运动 D．撤去水平力后，圆环进磁场后的最小速度为0 2．如图所示，边长为L的正方形金属线框abcd用绝缘细线悬挂在天花板上处于静止状态，ab边水平，带有绝缘层的长直金属导线MN水平固定，刚好与金属线框ad边和bc边接触，线框关于长直导线对称，长直导线通有从M到N的恒定电流，线框中通有大小为I、沿顺时针方向的恒定电流，线框的质量为m，重力加速度为g，细线的拉力为F，则（　　） A．ab边受到的安培力方向向上 B．F<mg C．俯视看，线框有绕悬线沿逆时针方向转动的趋势 D．长直导线中的电流在线框ab边处产生的磁场磁感应强度大小为 3．某科学探究小组制作了一个简易的电容式电磁弹射装置，如图所示，间距为l的水平平行金属导轨左端连接充好电的电容器，电容为C，电压为U，导轨右端放置质量为m的光滑金属棒，匀强磁场沿竖直方向（图中未画出），磁感应强度大小为B，开关闭合后金属棒向右离开导轨后水平射出，若某次试验金属棒弹射出去后电容器两端的电压减为，不计一切阻力，则金属棒离开导轨的速度为（） A． B． C． D． 4．如图所示，两光滑平行金属导轨水平放置，左端接一定值电阻R，其余电阻不计，整个装置处于垂直于轨道平面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。质量为m的导体棒在水平拉力F作用下由静止做匀加速直线运动，拉力F与时间t的关系图像如图所示，则（    ） A．=0时棒的加速度B．导轨间距 C．时棒的速度D．时间内F的冲量 5．平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．甲图中ab受到的安培力方向水平向左 B．乙图中ab受到的安培力大小为ILBsinθ C．丙图中ab可能不受摩擦力 D．三幅图中，ab受到的安培力大小均不相等 6．某物理兴趣小组在研究磁电式电流表原理和构造时，发现磁电式电流表主要由磁体、极靴、线圈、螺旋弹簧组成。进一步研究发现极靴中间有一个铁制圆柱，而线圈则绕在铝制框架上，指针也固定在框架上。下列四位同学对磁电式电流表的原理和构造的讨论正确的是（　　） A．张同学认为线圈转动时所受安培力不变，磁场为匀强磁场 B．徐同学认为是螺旋弹簧的弹力使线圈和指针发生偏转 C．孔同学认为减小线圈匝数可以增大电流表的灵敏度 D．朱同学认为铝质框架转动时能起到电磁阻尼的效果 7．如图所示，竖直放置的光滑绝缘斜面处于方向垂直竖直平面（纸面）向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一带电荷量为q(q>0)的滑块自a点由静止沿斜面滑下，下降高度为h时到达b点，滑块恰好对斜面无压力。关于滑块自a点运动到b点的过程，下列说法正确的是（　　） A．滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用 B．滑块在b点受到的洛伦兹力大小为 C．洛伦兹力做正功 D．滑块的机械能增大 8．2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（   ） A．电场力的瞬时功率为B．该离子受到的洛伦兹力大小为qv1B C．v2与v1的比值不断变大 D．该离子的加速度大小不变 9．下列各图所示能产生感应电流的是（    ） A．一个闭合线圈绕平行于匀强磁场的转动轴匀速转动 B．条形磁铁插入有开口的圆环 C．闭合线圈与条形磁铁在同一平面远离磁铁 D．平行金属导轨上两根金属棒向相反方向运动 10.近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为103T/S，则线圈产生的感应电动势最接近（    ） A． B． C． D． 11．如图为法拉第圆盘实验的示意图，金属铜圆盘下侧处在匀强磁场中，其磁感应强度大小为B，方向水平向右，电刷C与铜盘边缘接触良好，O、C两端与电阻R相连，其余电阻不计。已知圆盘的半径为r，金属圆盘沿图示方向绕金属轴匀速旋转，其角速度为。下列说法正确的是（　　） A．若圆盘按照图示方向转动，则C点电势比O点电势低 B．圆盘O、C点间产生的感应电动势为 C．电阻R中会有正弦式交变电流流过 D．若将电刷C向O向上靠近一小段距离，流过电阻R的电流强度会变大 12．一次消防演练中，一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框abcd吊起，线框始终保持水平。地磁场的竖直分量By，随距离地面高度h的增大而减小，当飞机带动线框匀速上升时（    ） A．穿过线框的磁通量增大 B．线框中感应电流方向为 C．线框的四条边有向内收缩的趋势 D．绳索对线框的作用力小于线框的重力 13．如图，从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区，若两次拉出的速度之比为，则两次线圈所受外力大小之比为（　　） A． B． C． D． 14．（多选）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于对称的位置时（　　） A．穿过回路的磁通量为零 B．回路中感应电动势大小为 C．回路中感应电流的方向为顺时针方向 D．回路中ab边与cd边所受安培力方向不相同 15．（多选）一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于半圆形回路所在的平面．半圆形回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，正确的是(  ） A．感应电流方向始终沿顺时针方向 B．CD段直导线始终不受安培力 C．感应电动势最大值Em＝Bav D．感应电动势平均值E＝ 16．一种电磁波接收器结构简化后，如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积s=10cm2。螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=9Ω，若磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为正方向），则（　　） A．感应电动势为0.6V B．感应电流为0.6A C．电阻R两端的电压为6V D．0~1s内，通过R的感应电流方向为从A到C 17．如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（　　） A．铝框所用时间相同 B．铝框上产生的热量相同 C．铝框中的电流方向相同 D．安培力对铝框的冲量相同 18．如图所示，a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为2∶3，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（    ） A．穿过a、b两环的磁通量大小之比为4∶9 B．a、b两环绕圆心在纸面内转动时，两环中均有感应电流 C．磁感应强度B增大时，a、b两环中均有逆时针方向的感应电流 D．磁感应强度B均匀增大时，a、b两环中产生的感应电流之比为4∶9 19．某同学设计了如下4个电路研究自感现象。开关闭合时，灯泡正常发光，开关断开后，灯泡逐渐熄灭的是（　　）A．B．C．D． 20．感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，将工件置于感应线圈中，向线圈通入交流电时，工件中将出现涡流，在很短时间内，工件表面温度可以达到淬火温度1000°C，立即冷却使工件表面淬火。下列关于工件加热过程中说法正确的是（　　） A．工件中磁通量保持不变 B．工件中出现的涡流方向不变 C．工件中出现的是交流电，其频率小于感应线圈中通入交流电的频率 D．在感应线圈中通入的交流电峰值不变的情况下，频率越高，工件中的感应电流越大 (多)21．芯片制造中的重要工序之一是离子注入，速度选择器是离子注入机的重要组成部分。如图所示，从离子源S发射出速度不同的各种离子，仅有部分离子沿平行于纸面的水平直线穿过速度选择器右侧挡板上的小孔，已知速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E、方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B，速度选择器置于真空中，不计离子受到的重力。下列说法正确的是（　　） A．穿过小孔的离子一定带正电荷 B．穿过小孔的离子的速度大小一定为E/B C．穿过小孔的离子的比荷一定相同 D．若离子受到的重力不能忽略，则从小孔穿过的负离子的速度大于正离子的速度 (多)22．如图1所示，让离子流从容器下方的小孔无初速度飘入加速电场，加速后垂直进入磁感应强度大小为的匀强磁场，最后打在照相底片上，形成一系列谱线。某位科学爱好者，经过一系列操作得到图2所示的图像，图像纵轴表示“谱线”到离子射入磁场的入射点的距离，而横轴并未作记录，则下列分析判断中正确的是（　　） A．图像横坐标轴一定表示离子比荷的平方根 B．图像横坐标轴可能表示离子比荷倒数的平方根 C．图像横坐标轴可能表示加速电场的电势差 D．图像横坐标轴可能表示加速电场电势差的平方根 (多)23．2023年11月，中国原子能科学研究院“BNCT强流质子回旋加速器样机研制”顺利通过技术验收。如图所示，该回旋加速器接在高频交流电压U上，质子束最终获得Ek的能量，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　） A．质子获得的最终能量与高频电压U无关 B．回旋加速器连接的高频交流电压不可以是正弦交流电 C．图中加速器的磁场方向垂直于D形盒向下 D．若用该回旋加速器加速粒子，则应将高频交流电的频率适当调大 (多)24．如图所示是利用霍尔效应测量磁场的传感器，由运算芯片LM393和霍尔元件组成，LM393输出的时钟电流（交变电流）经二极管整流后成为恒定电流I从霍尔元件的A端流入，从F端流出。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔原件的工作面水平向左，测得CD端电压为U。已知霍尔元件的载流子为自由电子，单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，霍尔原件沿AF方向的长度为d1，沿CD方向的宽度为d2，沿磁场方向的厚度为h，下列说法正确的是（    ） A．C端的电势高于D端 B．若将匀强磁场的磁感应强度减小，CD间的电压将增大 C．自由电子的平均速率为 D．可测得此时磁感应强度 (多)25．如图，将一个磁流体发电机与电容器用导线连接起来，持续向板间喷入垂直于磁场速度大小为v1的等离子体（不计重力），板间加有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；有一带电油滴从电容器的中轴线上匀速通过电容器。两个仪器两极板间距相同，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ） A． 带电油滴带正电 B． B．油滴的荷质比 C．增大等离子体的速度v1，油滴将向上偏转 D．改变单个等离子体所带的电量，油滴不能匀速通过 (多)26．电磁血流计是医生测量血管中血液流速的装置。如图所示，某段血管处于磁感应强度为的匀强磁场中，血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动时（方向如图），两点间会有微小的电势差。则下列说法正确的是（　　） A．点的电势低于点的电势 B．正、负离子所受洛伦兹力方向相同 C．血流计理论上可以测量任何液体的流速 D．血液流速越大，两点间电势差越大 27．质谱仪的原理图如图所示，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的C点。已知速度选择器中的电场方向水平向右、电场强度大小为E，A点到C点的距离为x，带电粒子所受的重力可忽略不计。求： （1）粒子进入偏转磁场的速度v； （2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向； （3）加速电场的电势差U。 28．1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间接交流电源，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的质子，质量为m、电荷量为q，（质子初速度很小，可以忽略）在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用，求： （1）离子第一次进入磁场中的速度v； （2）粒子在电场中最多被加速多少次； （3）要使质子每次经过电场都被加速，则交流电源的周期为多大。在实际装置设计中，可以采取哪些措施尽量减少带电粒子在电场中的运行 第3页 共6页 ◎ 第4页 共6页 第1页 共6页 ◎ 第2页 共6页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C B C D B D D B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B B B AB CD B D C B D 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 BD BD AC AD BC AD 27．（1）；（2）；垂直于纸面向外；（3） 【详解】（1）粒子从A点进入偏转磁场，受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动，到达照相底片的C点，设圆周运动的轨迹半径为R，根据牛顿第二定律有 根据几何关系有解得 （2）带电粒子在速度选择器中做直线运动，受到的电场力和洛伦兹力平衡，则 解 粒子在速度选择器中受到的电场力方向水平向右，则粒子受到的洛伦兹力方向水平向左，根据左手定则可知速度选择器中匀强磁场的方向垂直于纸面向外。　 （3）在加速电场中，根据动能定理有解得 28．（1）；（2）；（3），提高加速电压或适当减小两D型盒间距 【详解】（1）依题意，质子第一次进入磁场中的速度为v解得 （2）当质子在磁场中做圆周运动的轨道半径时，其速率达到最大，则有 得到质子能够达到的最大速率为 质子的最大动能为 设质子被加速的次数为，则有解得 （3）质子每次经过电场都被加速，则交流电源的周期 依题意，质子在磁场中速度大小不变、只在电场中加速且匀加速度大小不变，假定两D型盒间距为d，则质子在电场中运行的时间为 同理可知在实际装置设计中，可以采取提高加速电压或适当减小两D型盒间距以减少带电粒子在电场中运行的时间。 答案第10页，共11页 答案第9页，共11页 学科网（北京）股份有限公司 $$