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《浙江版2018版高考物理二轮复习专题三电场和磁场第3讲带电粒子在复合场中的运动学案2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第3讲带电粒子在复合场中的运动考点一以科技应用为背景命题的复合场问题n真题研究1.（2017・浙江11月选考・8）如图1所示，在两水平金属板构成的器件屮，存在着匀强电场与匀强磁场，电场强度E和磁感应强度〃相互垂直.以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动，下列说法正确的是（）
2、[++++++++-H1XXXXXXXXXXXXXXX
3、XXXXXXX11XXXXXXX图1A.粒子一定带负电B.粒子的速度大小v=2EC.若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动D.若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生变化答案CF
4、解析粒子做直线运动，说明竖直方向受力平衡，即qvB=qE,可得卩=方选项B错误；当孑=彳寸，无论粒子带正电还是负电，在竖直方向均受力平衡，选项A错误；如果粒子速度大小改变，就会导致洛伦兹力变化，因此粒子将做曲线运动，选项C正确；不管粒子速度怎么变，在匀强电场中，粒子所受电场力不变，选项D错误.模拟训练2.（多选）（2017•宁波市九校高二上期末）1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图2所示，这台加速器由两个铜质〃形盒〃、必构成，置于匀强磁场〃屮，〃形盒半径为斤其间留有空隙，两盒分别与高频电源的两极相连，电
5、源频率为f,则下列说法正确的是（）U图2A.粒子的加速次数越多，加速电压越人，最终获得的动能也越人B.被加速后的粒子最大速度为2XR与加速电场的电压无关C.不改变冋旋加速的任何参数，装置可以加速质子;II,也可以加速a粒子;HeD.高频电源不能使用正弦式交变电流答案B解析根据須暑得,粒子的最大速度孑=姓，则最大动能亦=抑=字.知若增大动KmzZm能，需增大〃形盒的半径，或增大磁感应强度，故A错误；根据v」¥=2nRf,可知：最大半径为忆且电场变化的频率的倒数即为粒子在磁场屮运动周期，所以最大速度不可能超过2兀〃，故B正确；
6、加速质子:H后再加速a粒子，因比荷发生变化，所以周期也变化,因此不能用这个装置，故C错误.1.（人教版选修3-1P103“课题研究”改编）利用霍尔效应制作的霍尔元件，被广泛应用于测量和自动控制等领域.霍尔元件一般rti半导体材料做成，有的半导体中的载流子（即口由电荷）是电子，有的半导体中的载流子是空穴（相当于正电荷）.如图3所示，将扁平长方体形状的霍尔元件水平放置接入电路，匀强磁场垂直于霍尔元件的水平面竖直向下，闭合开关，让电流从霍尔元件的左侧流向右侧，则其前后两表面会形成电势差.现有载流子是电子的霍尔元件1和载流子是空穴
7、的霍尔元件2,两元件均按图示方式接入电路（闭合开关），则关于前后两表面电势高低的判断，下列说法中正确的是（）前1
8、k图3A.若接入元件1吋，前表面电势高；若接入元件2时，前表僧电势低B.若接入元件1时，前表而电势低；若接入元件2时，前表面电势高C.不论接入哪个元件，都是前表面电势高D.不论接入哪个元件，都是前表面电势低答案A解析若元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子在洛伦兹力的作用下向后表面偏,则前表面的电势高于后表面的电势.若载流子为空穴（相当于正电荷），根据左手定则，空穴在洛伦兹力的作用下也是向后表面聚集，则前
9、表面的电势低于后表面的电势.1.现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子,其示意图如图4所示，其屮加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍.则此离子和质子的质量比约为（）加速电场°出A.11B.12C.121答案D解析根据动能定理得,离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律，有2VqvB=iirzmv~qB①②两式联立得:一价正离
10、子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场〃相同，同一出口离开磁场则相同，所以〃7-龙磁感应强度增加到原來的12倍，则离子质量是质子质量的144倍，D正确，A、B、C错误.规律总结•1•质谱仪（如图5）17674737270B-ft•■■D.\IQ图5原理：粒子由静止被加速电场加速，qU=~^mv.V粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB=nr^.由以上两式可得厲qrBq2U2.回旋加速器（如图6）接交流电源图6mvr原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由qvB可见粒子获得的最大动能rt
11、i磁感应强度〃和〃形盒半径于决定，与加速电压无关.3.速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件一般以单个带电粒子为研允对象，在洛伦兹力和电场力平衡时做匀速直线运动达到稳定状态，从而求岀所求物理量，差别见下表.装置原理图规律速度选择器XXXXXo—►舛BXXXXX11-!E若qv,、B=Eq,即旳=
