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1、小专题6带电粒子在复合场中运动的科技应用一、单项选择题1(2017年辽宁大连高三二模)图KZ61为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子(不计重力)，下列说法正确的是()图KZ61A粒子带负电 B初速度为vC比荷为 D比荷为2(2016年山东济南一模)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图KZ62所示粒子源
2、S发出两种带正电的同位素粒子甲和乙，两种粒子从S出来时速度很小，可忽略不计，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(如图中线框所示)，最终打到照相底片上测得甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入射磁场点的距离之比为54，则它们在磁场中运动的时间之比是()图KZ62A54 B45C2516 D16253医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图KZ63所示由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电
3、势差在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()图KZ63A1.3 m/s，a正、b负 B2.7 m/s，a正、b负C1.3 m/s，a负、b正 D2.7 m/s，a负、b正4如图KZ64所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管
4、内有电阻率为的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出由于运动的电离气体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P2R.调节可变电阻的阻值，根据上面的公式或你所学过的物理知识，可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为()图KZ64A. B.C. D.5(2017年江苏泰州中学高三检测)图KZ65为一利用海流发电的原理图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块电阻不计的金属板M、N，板长为a，宽为b，板间的距离为d，将管道沿海流方向固定在海水中，在管道中加一个与前后表面垂直的匀强磁场，磁感应强度
5、为B，将电阻为R的航标灯与两金属板连接(图中未画出)海流方向如图所示，海流速率为v，下列说法不正确的是()图KZ65AM板电势髙于N板的电势B发电机的电动势为BdvC发电机的电动势为BavD管道内海水受到的安培力方向向左二、多项选择题6(2017年河北石家庄模拟)图KZ66为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面、磁感应强度大小可调的均匀磁场，带电粒子可在环中做圆周运动A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入A、B之间时，A板电势升高为U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速；每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场的加
6、速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径r不变若粒子通过A、B板的时间不可忽略，能定性反映A板电势U和环形区域内的磁感应强度B随时间t变化的关系的是()图KZ66 A B C D7(2016年江苏扬州一模)回旋加速器工作原理示意图如图KZ67所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是()图KZ67A若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大B若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短C若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作D不改
7、变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速粒子8自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率如图KZ68甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压图乙为霍尔元件的工作原理图当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差下列说法正确的是() 甲 乙图KZ68A根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小B自行车的车速越大，霍尔电势差越高C图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的D如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差
8、将减小三、非选择题9(2016年山东淄博第一中学高三期末)如图KZ69所示，静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CF进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为r，其所在处场强为E，方向如图所示离子质量为m、电荷量为q，QF2d、PF3d，离子重力不计(1)求加速电场的电压U.(2)若离子恰好能打在Q点上，求矩形区域QFCD内匀强电场场强E0的值(3)若撤去矩形区域QFCD内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，要求离子能最终打在QF上，求磁场磁感应强度B的取值范围图KZ6910(2017年江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图KZ610所示大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为l的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上已知甲、乙两种离子的电荷量均为q，质量分别为2m和m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹不考虑离子间的相互作用(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x.(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度d.(3)若考虑加速电压有波动，在(U0U)到(U0U)之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度l满足的条件图KZ6104
