2020版高考物理课时检测（六十一）磁场技术应用实例（题型研究课）

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1、课时检测(六十一)磁场技术应用实例(题型研究课)1.如图所示是回旋加速器的工作原理图，其核心部件是两个中空的半圆形金属盒D1和D2，称为“D形盒”。带电粒子在两盒之间被电场加速，在两盒中做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　)A．D形盒的作用是静电屏蔽，使带电粒子在盒中做匀速圆周运动而不被电场干扰B．在两D形盒之间所加交变电压的周期应等于带电粒子做匀速圆周运动周期的两倍C．仅使加速电压的有效值增大，带电粒子获得的最大能量一定增大D．仅使D形盒中磁场的磁感应强度B增大，带电粒子在D形盒中运动周期一定增

2、大解析：选A　回旋加速器中D形盒的作用是静电屏蔽，使带电粒子在盒中做圆周运动过程中不受电场干扰，选项A正确；回旋加速器中所加交变电压的周期与带电粒子做匀速圆周运动的周期相等，选项B错误；设D形盒的半径为R，根据qvB＝m得v＝，带电粒子获得的最大能量为Ek＝mv2＝，带电粒子获得的最大能量与加速电压的有效值无关，选项C错误；根据公式T＝，磁感应强度B增大，T减小，选项D错误。2.如图是磁流体发电机的示意图，在间距为d的平行金属板A、C间，存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线

3、与滑动变阻器R相连，等离子体以速度v平行于两金属板垂直射入磁场。若要减小该发电机的电动势，可采取的方法是(　　)A．增大d　　　　　　　B．增大BC．增大RD．减小v解析：选D　发电机稳定工作时，有q＝qvB，则发电机的电动势E＝Bdv，要想减小电动势，则可以通过减小B、d或v实现，D正确。3.如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，上极板带正电，下极板带负电；板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出)。一个带电粒子在P、Q间沿虚线所示路径做匀速直线运动，粒子通过两平行板后，从O点垂直进入另一垂直纸面向外

4、的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个周期后打在挡板MN上的A点，不计粒子重力，则下列说法不正确的是(　　)A．此粒子一定带正电B．P、Q间的磁场方向一定垂直纸面向里C．若另一个带电粒子在P、Q间也能做匀速直线运动，则它一定与该粒子具有相同的比荷D．若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动，则它一定与该粒子具有相同的比荷解析：选C　粒子在磁场中做匀速圆周运动，由题图知粒子向下偏转，粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向下，应用左手定则可知，粒子带正电，故A正确；粒子在P、Q间做匀速直线运动，所受合力为零，

5、粒子所受电场力竖直向下，则粒子所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，P、Q间的磁场方向垂直于纸面向里，故B正确；粒子在P、Q间做匀速直线运动，由平衡条件可知：qvB＝qE，则：v＝，粒子具有相同的速度即可，不一定具有相同的比荷，故C错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得：＝，由于粒子在P、Q间做匀速直线运动，则粒子速度v相同，若粒子运动轨迹相同，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r相同，则粒子的比荷相同，故D正确。4.如图所示，宽度为d、厚度为h的

6、某种导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为：U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。设载流子的电荷量为q，下列说法正确的是(　　)A．载流子所受静电力的大小F＝qB．导体上表面的电势一定大于下表面的电势C．霍尔系数为k＝，其中n为导体单位长度上的电荷数D．载流子所受洛伦兹力的大小F洛＝，其中n为导体单位体积内的电荷数解析：选D　导体中的电场强度E＝，载流子

7、所受电场力F＝Eq＝q，A项错误；由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力向上，由于载流子的电性不确定，B项错误；稳定时，电场力与洛伦兹力相等，即qvB＝q，可得U＝Bhv，又电流的微观表达式I＝nqSv＝nqhdv，解得U＝，则k＝，式中n为导体单位体积内的电荷数，C项错误；由F洛＝Bqv，qv＝，解得F洛＝，D项正确。5.如图所示是选择密度相同、大小不同纳米粒子的一种装置，待选粒子带正电且电荷量与其表面积成正比。待选粒子从O1进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域Ⅰ的板间电压为U，粒子通过小孔O2射入

8、正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅱ，其中磁场的磁感应强度大小为B，左右两极板间距为d。区域Ⅱ出口小孔O3与O1、O2在同一竖直线上。若半径为r0、质量为m0、电荷量为q0的纳米粒子刚好能沿直线通过，不计纳米粒子重力，则(　　)A．区域Ⅱ的电场强度与磁感应强度大小的比值为B．区域Ⅱ左右两极板间的电势差大小U1＝BdC．若纳米粒子的半径r>r0，则刚进入区域Ⅱ的粒子仍将沿直线通过D．若纳米粒子的半径r>r0，仍沿直线通过，则区域Ⅱ的电场与原电场的电场强度大小之比