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1、限时规范专题练（七）电磁场问题综合应用@时间：45分钟唱满分：100分一、选择题（本题共7小题，每小题6分，共42分。其中1〜5为单选，6~7为多选）1.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量。让氢元素三种同位素的离子流从容器/下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为〃的匀强磁场中。氢的三种同位素最后打在照相底片。上，形成Q、b、c三条“质谱线”。则下列判断正确的是（）进入磁场时速度从大到小排列的顺序
2、是気、氛、氟B.进入磁场时动能从大到小排列的顺序是気.氛、MC.在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是気、笊、＜D・“、b、C三条“质谱线”依次排列的顺序是気.M答案A解析氢元素的三种同位素离子均带正电，电荷量大小均为e,经过加速电场，由动能定理有：eU=Ek=^tnv1,故进入磁场中的动能相同，B项错误；且质量越大的离子速度越小，故A项正确；三种离o'ni7）子进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，evB=m-^.解得：R=~^=可见质量越大的圆周运动半径越大，D项错误；在磁场中运动时间均为半个周期，（=荻
3、5°eB'可见离子质量越大运动时间越长,C项错误。2・
4、2016-西安八校联考］如图甲是回旋加速器的原理示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中（磁感应强度大小恒定），并分别与高频电源相连，加速时某带电粒子的动能Ek随时间（变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（）B甲A.高频电源的变化周期应该等于厶一氐一1B.在Ey^t图象中（4—『3=（3—（2=丫2—6C.粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大D.不同粒子获得的最大动能
5、都相同答案B解析回旋加速器所加高频电源的频率与带电粒子在磁场中运动频率相同，在一个周期内，带电粒子两次通过匀强电场而加速，故高频电源的变化周期为t-tn^A项错误；带电粒子在匀强磁场中运T动周期T=Bq‘与粒子速度无关，以一如1=寸%=2,3,4,…）B项正确;粒子加速后圆周运动半径达到加速器半径时,速度达到最大，即:彳％0与加速次数无关，C项错误；不同粒子的比荷可能不同，最大动能不一定相同，D项错误。3・如图所示，一个质量为加，电荷量为彳的带正电的粒子，从静止开始经电压"加速后，沿水平方向进入垂直于
6、纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为〃，带电粒子经过半圆到力点，设=不计粒子的重力，则能正确反映y与t/之间关系的图象是（）D答案B解析带电粒子经过加速电场加速的过程，由动能定理得，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，©Be=加牛，解得，『=器,又y=2r,则丁="囂忆,B项正确。4.如图所示，一个带负电的物体由粗糙绝缘的斜面顶端由静止下滑到底端时速度为s若加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，则带电体滑到底端时速度将（）A.大于qB.小于qC.等于eD.无法确定答案B解析由左手定则判断带
7、负电的物体沿斜面下滑时所受洛伦兹力方向垂直斜面向下，所以使物体与斜面之间的弹力增大，滑动摩擦力增大，从顶端滑到底端的过程中克服摩擦力做的功增多，根据动能定理可知，滑到底端时的动能小于无磁场时滑到底端的动能，故速率变小，B正确，A、C、D错误。4.[2016-厦门质检]利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度〃垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流人3两侧面会形成电势差De”下列说法中正确的是（）A.电势差t/e仅与材料有关B.若霍尔
8、元件的载流子是自由电子，则电势差C.仅增大磁感应强度时,电势差Um可能不变B.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平答案B解析霍尔元件稳定后，通过霍尔元件的载流子受到的电场力与洛伦兹力相等，即号1q=qeB今UcD=Bd®与磁感应强度有关，A项错；由左手定则可知，载流子受到由D-C的方向的洛伦兹力，若载流子为电子，则电子向C侧偏转，t/cp<0,B项正确；根据Uco=Bdv可知，仅增大磁感应强度，电势差t/co—定增大，C项错；地球赤道上方地磁场由南向北，测定地磁场时元件工作面应保持
9、竖直，D项错。6.带电小球以一定的初速度巩竖直向上抛出，能够达到的最大高度为仙；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为巩，小球上升的最大高度为〃2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为列，小球上升的最大高度为方3,若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为巩，小球上升的最大高度为方4,如图所示。不计空气阻力，贝
10、」（）A・一定有方1=方3C.畑与方4无法比较B.一定有h
