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《2018-2019学年高中物理 第3章 磁场 专题突破与题型专练 带电粒子在复合场中的运动练习 新人教版选修3-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题突破与题型专练 带电粒子在复合场中的运动题型一:带电粒子在复合场中的运动实例分析1.(2018·南京高二检测)如图所示,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向里),有一正电粒子恰能沿直线飞过此区域(不计粒子重力),则下列说法正确的是( D )A.可以判断出电场方向向上B.仅增大粒子电荷量,粒子将向上偏转C.仅增大粒子电荷量,粒子将向下偏转D.仅改变粒子电性,粒子仍能继续沿直线飞出解析:在复合场中对带电粒子进行正确的受力分析,在不计重力的情况下,离子在复合场中沿水平方向直线通过,故有qE=qvB,解得v=,若粒子带正电,则受洛伦兹力向上,而静电力向下
2、,所以电场强度的方向向下;若带负电,则受洛伦兹力向下,而静电力向上,所以电场强度的方向向下,所以无论粒子带何种电性的电,只要速度满足v=,即可沿直线通过,选项D正确2.(多选)用如图所示的回旋加速器来加速质子,为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍,可采用的方法是( AC )A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强度增大为原来的4倍C.将D形金属盒的半径增大为原来的2倍D.将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍解析:在磁场中由牛顿第二定律得evB=m,质子的最大动能Ekm=mv2,解得Ekm=,要使质子的动能增加为原来的4倍,可以将磁感应强
3、度增大为原来的2倍或将两D形金属盒的半径增大为原来的2倍,选项B错误,A,C正确;质子获得的最大动能与加速电压无关,选项D错误.3.中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是( C )A.上表面的电势高于下表面的电势B.仅增大h时,上下表面的电势差增大C.仅增大d时,上下表面的电势差减小D.仅增大电流I时,上下表面的电势差减小解析:因电流方向向右,则金属导体中的自由电子是向左运动的,根据左手定则可
4、知上表面带负电,则上表面的电势低于下表面的电势,选项A错误;当电子达到平衡时,静电力等于洛伦兹力,即q=qvB,又I=nqvhd(n为导体单位体积内的自由电子数),得U=,则仅增大h时,上下表面的电势差不变;仅增大d时,上下表面的电势差减小;仅增大I时,上下表面的电势差增大,选项C正确,B,D错误.4.(2018·西安长安区高二期中)(多选)磁流体发电是一项新兴技术,它可把气体的内能直接转化为电能,如图是它的示意图,平行金属板A,C间有一很强的磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电离子)喷入磁场,两极板间便产生电压,现将A,C两极板与
5、电阻R相连,两极板间距离为d,正对面积为S,等离子体的电阻率为ρ,磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直磁场方向射入A,C两板之间,则稳定时下列说法中正确的是( BC )A.极板A是电源的正极B.电源的电动势为BdvC.极板A,C间电压大小为D.回路中电流为解析:由左手定则知正离子向下偏转,所以上极板带负电,上板是电源的负极,下板是电源的正极,选项A错误;根据qvB=q得电动势的大小为E=Bdv,则流过R的电流为I==,而r=,则电流大小I=,两极板间电势差为U=IR=,选项B,C正确,D错误.5.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
6、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A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B的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D上,形成a,b,c三条“质谱线”.则下列判断正确的是( A )A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B.进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C.在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D.a,b,c三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚解析:离子通过加速电场的过程,有qU=mv2,因为氕、氘、氚三种离子的电荷量相同、质量依次增大
7、,故进入磁场时动能相同,速度依次减小,选项A正确,B错误;由T=可知,氕、氘、氚三种离子在磁场中运动的周期依次增大,又三种离子在磁场中运动的时间均为半个周期,故在磁场中运动时间由大到小排列依次为氚、氘、氕,选项C错误;由qvB=m及qU=mv2,可得R=,故氕、氘、氚三种离子在磁场中的轨道半径依次增大,所以a,b,c三条“质谱线”依次对应氚、氘、氕,选项D错误.题型二:带电粒子在组合场中的运动1.(2018·昆明模拟)如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为U,带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界
8、线竖直的匀强磁场,则粒子射入磁场和射出磁场的M,N两点间的距离d随
