主題三 帶電粒子的運(yùn)動在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用

主題三帶電粒子的運(yùn)動在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用[原理圖解·建模型]續(xù)表續(xù)表續(xù)表[考法全訓(xùn)·用模型]粒子打在磁場上邊界的底片上的P點(diǎn)，當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)的觸刀擲向3、4時，粒子穿過磁場打在底片上的Q點(diǎn)，已知縫S2與P之間的距離為d1＝1.414cm；縫S2與Q點(diǎn)間在平行S2P方向上距離為d2＝30cm，假設(shè)中子的質(zhì)量mn、質(zhì)子質(zhì)量mp、電子質(zhì)量me，滿足mn＝mp＝1800me，根據(jù)以上信息，以下說法正確的是(

)A．觸頭1對應(yīng)加速電壓的負(fù)極B．該氣體的原子中具有的核子數(shù)為4C．打在Q點(diǎn)的粒子動量小于打在P點(diǎn)的粒子動量D．打在Q點(diǎn)與打在P點(diǎn)的粒子在磁場中的運(yùn)動時間之比為1∶3答案：AB

解析：當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)的觸刀擲向1、2時，粒子打在P點(diǎn)，依左手定則判斷出被加速的粒子為電子，S1接負(fù)極，故A正確；2．[回旋加速器]如圖所示，回旋加速器由兩個D形金屬盒組成，盒面與勻強(qiáng)磁場垂直，并接有高頻交變電壓。中心S處的粒子源產(chǎn)生初速度為零的質(zhì)子，每次經(jīng)過窄縫都被加速。已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時電極間電壓為U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，D形盒的半徑為R。質(zhì)子每次加速的時間可忽略，加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響。下列說法正確的是(

)答案：C根據(jù)A選項分析可知，周期與半徑無關(guān)，故B錯誤；3．[速度選擇器]如圖所示，在兩塊平行金屬板間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(磁場未畫出)?，F(xiàn)有兩種帶電粒子M、N分別以同樣的速度v從左端沿兩板間的中線射入，都能沿直線從右端射出，不計粒子重力。以下說法正確的是(

)A．帶電粒子M、N的電性一定相同B．帶電粒子M、N的電量一定相同C．撤去電場僅保留磁場，M、N做圓周運(yùn)動的半徑一定相等D．撤去磁場僅保留電場，M、N若能通過場區(qū)，則通過場區(qū)的時間相等答案：D

4．[磁流體發(fā)電機(jī)]我國科研人員采用全新發(fā)電方式——“爆炸發(fā)電”，以滿足高耗能武器的連續(xù)發(fā)射需求。其原理如圖所示，爆炸將惰性氣體轉(zhuǎn)化為高速等離子體，射入磁流體動力學(xué)發(fā)生器，發(fā)生器的前后有兩強(qiáng)磁極N和S，使得上下兩金屬電極之間產(chǎn)生足夠高電壓，下列說法正確的是(

)A．上極板電勢比下極板電勢低B．僅使L增大，兩金屬電極間的電動勢會變大C．僅使d增大，兩金屬電極間的電動勢會變大D．僅使b增大，兩金屬電極間的電動勢會變大答案：C解析：根據(jù)題意，由左手定則可知，正離子受到向上的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子受向下的洛倫茲力向下偏轉(zhuǎn)，則上極板電勢比下極板電勢高，故A錯誤；5．[電磁流量計](多選)安裝在排污管道上的流量計可以測量排污流量，流量為單位時間內(nèi)流過管道橫截面的流體的體積。如圖為流量計的示意圖，左、右兩端開口的長方體絕緣管道的長、寬、高分別為a、b、c，所在空間有垂直于前、后表面且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，在上、下兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N，污水充滿管道從左向右勻速流動，測得排污流量為Q。污水流過管道時受到的阻力大小f＝kLv2，k是比例系數(shù)，L為管道長度，v為污水的流速，則(

)答案：CD

解析：污水經(jīng)流量計時，污水中的正負(fù)離子受到洛倫茲力作用，由左手定則，可知正離子向上極板M聚集，負(fù)離子向下極板N聚集，則有M極板電勢高，N極板電勢低，A錯誤；由上式可知，排污流量Q與污水中離子濃度無關(guān)，C正確；6．[霍爾元件]霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成一個品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，并已得到廣泛的應(yīng)用。如圖所示，為霍爾元件的工作原理圖，長方體元件處于方向垂直于上下表面向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)在元件的左右側(cè)面加上電壓U形成電流時，在元件的前后表面間會出現(xiàn)電勢差，常稱為霍爾電壓UH。已知元件中的載流子為電子，元件長為a，寬也為a，高為h，元件的電阻率為ρ，若僅改變某一物理量，下列關(guān)于霍爾電壓UH的說法正確的是(

)A．ρ越大，霍爾電壓UH越大

B．a(chǎn)越大，霍爾