微專題11磁場與現(xiàn)代科技

微專題11磁場與現(xiàn)代科技一、選擇題1.(2022·贛榆中學)如圖所示，一束電荷量相同的帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場和勻強電場(左側(cè)極板帶正電，右側(cè)極板帶負電)組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P進入另一勻強偏轉(zhuǎn)磁場，最終打在A1、A2上．下列說法中正確的是()A.粒子帶負電B.速度選擇器中磁場方向為垂直紙面向里C.所有打在A1A2上的粒子，在勻強偏轉(zhuǎn)磁場中的運動時間都相同D.粒子打在A1A2上的位置越遠，粒子的質(zhì)量越大2.某回旋加速器的工作原理如圖所示：真空容器“D”形盒放在與盒面垂直的勻強磁場中．兩盒間狹縫間距很小，粒子從粒子源A處(“D”形盒圓心)進入加速電場(初速度近似為零)．“D”形盒半徑為R，粒子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，加速器接電壓為U的高頻交流電源．若相對論效應、粒子所受重力和帶電粒子穿過狹縫的時間均不考慮．下列說法中正確的是()A.交流電源的頻率可以任意調(diào)節(jié)不受其他條件的限制B.增大磁感應強度B，粒子被加速后獲得的最大動能增大C.增大電壓U，粒子被加速后獲得的最大動能增大D.增大U或B，粒子在“D”形盒內(nèi)運動的總時間t都減少3.速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運動軌跡如圖所示，則下列說法中錯誤的是()A.該束帶電粒子帶負電B.速度選擇器的P1極板帶正電C.能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于eq\f(E,B1)D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0，粒子的比荷越大4.回旋加速器的廣泛應用有力推動了現(xiàn)代科學技術的發(fā)展．其工作原理圖如圖所示，置于真空中的“D”形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時間可忽略不計，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m，電荷量為＋q，在加速器中被加速．設＋q粒子初速度為零，高頻交流電壓為U，加速過程中不考慮重力作用和相對論效應．則()A.增大加速電壓U，粒子獲得的最大動能Ek增加B.增大加速電壓U，粒子達到最大動能Ek所用時間將減少C.增大磁感應強度B，要使該粒子仍能正常加速，必須增大交流電源的周期D.增大磁感應強度B，并使粒子能正常加速，粒子獲得的最大動能Ek不變5.(2022·蘇州中學)筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件．當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)．如圖所示，一塊寬為a、長為c的矩形半導體霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v.當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅，則元件的()A.前表面的電勢比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無關C.前、后表面間的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為eq\f(eU,a)6.(2023·泰興中學)醫(yī)用回旋加速器的核心部分是兩個D形金屬盒，如圖所示，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連．現(xiàn)分別加速氘核(eq\o\al(2,1)H)和氦核(eq\o\al(4,2)He)并通過線束引出加速器．下列說法中正確的是()A.加速兩種粒子的高頻電源的頻率不同B.兩種粒子獲得的最大動能相同C.兩種粒子在D形盒中運動的周期相同D.增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動能7.(2022·連云港調(diào)研二)利用霍爾元件可以制作位移傳感器．如圖甲所示，將霍爾元件置于兩塊磁性強弱相同、同名磁極相對放置的磁體間隙中，以中間位置為坐標原點建立如圖乙所示空間坐標系．當物體沿x軸方向移動時，霍爾元件將產(chǎn)生不同的霍爾電壓U.已知在小范圍內(nèi)，磁感應強度B的大小與x成正比，電流I沿＋z方向且保持不變．下列說法中正確的是()甲乙A.電流I越小，霍爾電壓U越大B.位移傳感器無法確定位移的方向C.位移傳感器的刻度線是均勻的D.當霍爾元件處于x>0的位置時，上表面電勢高8.(2022·常州5月模擬)如圖所示，電荷量相等的兩種離子氖20和氖22從容器A下方的狹縫S1飄入(初速度為零)電場區(qū)，經(jīng)電場加速后通過狹縫S2、S3垂直于磁場邊界MN射入勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，離子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后發(fā)生分離，最終到達照相底片D上．不考慮離子間的相互作用，則()A.電場力對每個氖20和氖22做的功不等B.氖22進入磁場時的速度較大C.氖22在磁場中運動的半徑較小D.若加速電壓發(fā)生波動，兩種離子打在照相底片上的位置可能重疊二、非選擇題9.有一種質(zhì)譜儀由靜電分析器和磁分析器組成，其簡化原理如圖所示．靜電分析器在坐標系的第Ⅱ象限內(nèi)，通道內(nèi)有一個圓心為坐標原點的eq\f(1,4)圓環(huán)狀的均勻輻向電場，虛線為外徑和內(nèi)徑間通道的中心線，在中心線處的電場強度大小為E、方向均指向O點，中心線MN圓弧半徑為R.磁分析器在坐標系的第Ⅰ象限內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強磁場，y軸為兩個分析器的邊界，兩者間距近似為零．離子源飄出比荷(電荷量與質(zhì)量之比)為k0的正離子束(設初速度為零)，經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器，沿中心線MN做勻速圓周運動，從N點垂直y軸射出后射入磁分析器中，最后正好垂直打在放置于磁分析器下邊界(x軸)的探測板上．不計