專題10 磁場(chǎng)-2024物理高考真題及模考題分類匯編

26/26專題10磁場(chǎng)1.(2024年湖北考題)9.磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，MN和PQ是兩平行金屬極板，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里。等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）從左側(cè)以某一速度平行于極板噴入磁場(chǎng)，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說法正確的是（）A.極板MN是發(fā)電機(jī)的正極B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大D.僅增大噴入等離子體的正、負(fù)帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大【答案】AC【解析】帶正電的離子受到的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，極板MN帶正電為發(fā)電機(jī)正極，A正確；離子受到的洛倫茲力和電場(chǎng)力相互平衡時(shí)，此時(shí)令極板間距為d，則，可得，因此增大間距U變大，增大速率U變大，U大小和密度無關(guān)，B、D錯(cuò)誤C正確。2.(2024浙江1月卷考題)4.磁電式電表原理示意圖如圖所示，兩磁極裝有極靴，極靴中間還有一個(gè)用軟鐵制成的圓柱。極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向，兩者之間有可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈。a、b、c和d為磁場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)。下列說法正確的是（）A.圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下 B.a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同C.圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處為零 D.c、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等【答案】A【解析】由左手定則可知，圖示左側(cè)通電導(dǎo)線受到安培力向下，選項(xiàng)A正確；a、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，但是方向不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；磁感線是閉合的曲線，則圓柱內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因c點(diǎn)處的磁感線較d點(diǎn)密集，可知c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(2024年湖北卷考題)7.如圖所示，在以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的帶電粒子沿直徑AC方向從A點(diǎn)射入圓形區(qū)域。不計(jì)重力，下列說法正確的是（）A.粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可能經(jīng)過O點(diǎn)B.粒子射出圓形區(qū)域時(shí)的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向C.粒子連續(xù)兩次由A點(diǎn)沿AC方向射入圓形區(qū)域最小時(shí)間間隔為D.若粒子從A點(diǎn)射入到從C點(diǎn)射出圓形區(qū)域用時(shí)最短，粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小為【答案】D【解析】在圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿著徑向射入的粒子，總是沿徑向射出的；根據(jù)圓的特點(diǎn)可知粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能經(jīng)過O點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤；粒子連續(xù)兩次由A點(diǎn)沿AC方向射入圓形區(qū)域，時(shí)間最短則根據(jù)對(duì)稱性可知軌跡如圖則最短時(shí)間有，故C錯(cuò)誤；粒子從A點(diǎn)射入到從C點(diǎn)射出圓形區(qū)域用時(shí)最短，則軌跡如圖所示設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為r，根據(jù)幾何關(guān)系可知，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有可得，故D正確。4.(2024年河北卷考題)10.如圖，真空區(qū)域有同心正方形ABCD和abcd，其各對(duì)應(yīng)邊平行，ABCD的邊長一定，abcd的邊長可調(diào)，兩正方形之間充滿恒定勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于正方形所在平面．A處有一個(gè)粒子源，可逐個(gè)發(fā)射速度不等、比荷相等的粒子，粒子沿AD方向進(jìn)入磁場(chǎng)。調(diào)整abcd的邊長，可使速度大小合適的粒子經(jīng)ad邊穿過無磁場(chǎng)區(qū)后由BC邊射出。對(duì)滿足前述條件的粒子，下列說法正確的是（）A.若粒子穿過ad邊時(shí)速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必垂直BC射出B.若粒子穿過ad邊時(shí)速度方向與ad邊夾角60°，則粒子必垂直BC射出C.若粒子經(jīng)cd邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊的速度方向與ad邊夾角必為45°D.若粒子經(jīng)bc邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊時(shí)速度方向與ad邊夾角必為60°【答案】ACD【解析】根據(jù)幾何關(guān)系可知，若粒子穿過ad邊時(shí)速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必經(jīng)過cd邊，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡圖，如圖甲所示粒子從C點(diǎn)垂直于BC射出，故AC正確；粒子穿過ad邊時(shí)速度方向與ad邊夾角為60°時(shí)，若粒子從cd邊再次進(jìn)入磁場(chǎng)，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示則粒子不可能垂直BC射出；若粒子從bc邊再次進(jìn)入磁場(chǎng)，作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示則粒子一定垂直BC射出，故B錯(cuò)誤、D正確。5.（2024年安徽卷考題）10.空間中存在豎直向下勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m的帶電油滴a，在紙面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示。當(dāng)a運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)P時(shí)，瞬間分成兩個(gè)小油滴Ⅰ、Ⅱ，二者帶電量、質(zhì)量均相同。Ⅰ在P點(diǎn)時(shí)與a的速度方向相同，并做半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示。Ⅱ的軌跡未畫出。己知重力加速度大小為g，不計(jì)空氣浮力與阻力以及Ⅰ、Ⅱ分開后的相互作用，則（）A.油滴a帶負(fù)電，所帶電量的大小為B.油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為C.小油滴Ⅰ做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為，周期為D.小油滴Ⅱ沿順時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)【答案】ABD【解析】油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)，故重力與電場(chǎng)力平衡，可知帶負(fù)電，有解得，故A正確；根據(jù)洛倫茲力提供向心力得，解得油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為，故B正確；設(shè)小油滴Ⅰ的速度大小為，得，解得，周期為，故C錯(cuò)誤；帶電油滴a分離前后動(dòng)量守恒，設(shè)分離后小油滴Ⅱ的速度為，取油滴a分離前瞬間的速度方向?yàn)檎较?，得，解得由于分離后的小液滴受到的電場(chǎng)力和重力仍然平衡，分離后小油滴Ⅱ的速度方向與正方向相反，根據(jù)左手定則可知小油滴Ⅱ沿順時(shí)針方向做圓周運(yùn)動(dòng)，故D正確。6.（2024年湖南卷考題）14．如圖，有一內(nèi)半徑為2r、長為L的圓筒，左右端面圓心O′、O處各開有一小孔。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，取O′O方向?yàn)閤軸正方向建立xyz坐標(biāo)系。在筒內(nèi)x≤0區(qū)域有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向沿x軸正方向；筒外x≥0區(qū)域有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿y軸正方向。一電子槍在O′處向圓筒內(nèi)多個(gè)方向發(fā)射電子，電子初速度方向均在xOy平面內(nèi)，且在x軸正方向的分速度大小均為v0。已知電子的質(zhì)量為m、電量為e，設(shè)電子始終未與筒壁碰撞，不計(jì)電子之間的相互作用及電子的重力。（1）若所有電子均能經(jīng)過O進(jìn)入電場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值；（2）?。?）問中最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，若進(jìn)入磁場(chǎng)中電子的速度方向與x軸正方向最大夾角為θ，求tanθ的絕對(duì)值；（3）?。?）問中最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，求電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)y軸正方向的最大位移?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，將其分解為沿x軸的勻速直線運(yùn)動(dòng)和在yOz平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子入射時(shí)沿y軸的分速度大小為，由電子在x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)得在yOz平面內(nèi)，設(shè)電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，周期為T，由牛頓第二定律知可得且由題意可知所有電子均能經(jīng)過O進(jìn)入電場(chǎng)，則有聯(lián)立得當(dāng)時(shí)，B有最小值，可得（2）將電子的速度分解，如圖所示有當(dāng)有最大值時(shí)，最大，R最大，此時(shí)，又，聯(lián)立可得，（3）當(dāng)最大時(shí)，電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)沿y軸正方向有最大位移，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有由牛頓第二定律又聯(lián)立得7.（2024年廣東卷考題）15.如圖甲所示。兩塊平行正對(duì)的金屬板水平放置，板間加上如圖乙所示幅值為、周期為的交變電壓。金屬板左側(cè)存在一水平向右的恒定勻強(qiáng)電場(chǎng)，右側(cè)分布著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一帶電粒子在時(shí)刻從左側(cè)電場(chǎng)某處由靜止釋放，在時(shí)刻從下板左端邊緣位置水平向右進(jìn)入金屬板間的電場(chǎng)內(nèi)，在時(shí)刻第一次離開金屬板間的電場(chǎng)、水平向右進(jìn)入磁場(chǎng)，并在時(shí)刻從下板右端邊緣位置再次水平進(jìn)入金屬板間的電場(chǎng)。已知金屬板的板長是板間距離的倍，粒子質(zhì)量為m。忽略粒子所受的重力和場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。（1）判斷帶電粒子的電性并求其所帶的電荷量q；（2）求金屬板的板間距離D和帶電粒子在時(shí)刻的速度大小v；（3）求從時(shí)刻開始到帶電粒子最終碰到上金屬板的過程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做的功W?！敬鸢浮浚?）正電；；（2）；；（3）【解析】（1）根據(jù)帶電粒子在右側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡結(jié)合左手定則可知，粒子帶正電；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為根據(jù)則粒子所帶的電荷量（2）若金屬板的板間距離為D，則板長粒子在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)出電場(chǎng)時(shí)豎直速度為零，則豎直方向在磁場(chǎng)中時(shí)其中的聯(lián)立解得（3）帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，由（2）的計(jì)算可知金屬板的板間距離則粒子在3t0時(shí)刻再次進(jìn)入中間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，在4t0時(shí)刻進(jìn)入左側(cè)的電場(chǎng)做減速運(yùn)動(dòng)速度為零后反向加速，在6t0時(shí)刻再次進(jìn)入中間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，6.5t0時(shí)刻碰到上極板，因粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在時(shí)間t0內(nèi)電場(chǎng)力做功為零，在左側(cè)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，往返一次電場(chǎng)力做功也為零，可知整個(gè)過程中只有開始進(jìn)入左側(cè)電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)力做功和最后0.5t0時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力做功，則8.(2024年遼寧卷考題)15.現(xiàn)代粒子加速器常用電磁場(chǎng)控制粒子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)及尺度。簡化模型如圖：Ⅰ、Ⅱ區(qū)寬度均為L，存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向；Ⅲ、Ⅳ區(qū)為電場(chǎng)區(qū)，Ⅳ區(qū)電場(chǎng)足夠?qū)?，各區(qū)邊界均垂直于x軸，O為坐標(biāo)原點(diǎn)。甲、乙為粒子團(tuán)中的兩個(gè)電荷量均為＋q，質(zhì)量均為m的粒子。如圖，甲、乙平行于x軸向右運(yùn)動(dòng)，先后射入Ⅰ區(qū)時(shí)速度大小分別為和。甲到P點(diǎn)時(shí)，乙剛好射入Ⅰ區(qū)。乙經(jīng)過Ⅰ區(qū)的速度偏轉(zhuǎn)角為30°，甲到O點(diǎn)時(shí)，乙恰好到P點(diǎn)。已知Ⅲ區(qū)存在沿＋x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小。不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用，忽略邊界效應(yīng)及變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；（2）求Ⅲ區(qū)寬度d；（3）Ⅳ區(qū)x軸上的電場(chǎng)方向沿x軸，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t、位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系為，其中常系數(shù)，已知、k未知，取甲經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)。已知甲在Ⅳ區(qū)始終做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)乙在Ⅳ區(qū)受到的電場(chǎng)力大小為F，甲、乙間距為Δx，求乙追上甲前F與Δx間的關(guān)系式（不要求寫出Δx的取值范圍）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）對(duì)乙粒子，如圖所示由洛倫茲力提供向心力由幾何關(guān)系聯(lián)立解得，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（2）由題意可知，根據(jù)對(duì)稱性，乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為對(duì)甲粒子，由對(duì)稱性可知，甲粒子沿著直線從P點(diǎn)到O點(diǎn)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式由牛頓第二定律聯(lián)立可得Ⅲ區(qū)寬度為（3）甲粒子經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度為因?yàn)榧自冖魠^(qū)始終做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則可得設(shè)乙粒子經(jīng)過Ⅲ區(qū)的時(shí)間為，乙粒子在Ⅳ區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則上式中對(duì)乙可得整理可得對(duì)甲可得則化簡可得乙追上甲前F與Δx間的關(guān)系式為一、單選題1．（2024·北京海淀·模擬預(yù)測(cè)）磁流體發(fā)電的原理如圖所示。將一束速度為v的等離子體（含有大量正、負(fù)帶電粒子）垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在相距為d、寬為a、長為b的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和電阻R連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極。穩(wěn)定時(shí)兩板間等離子體有電阻。忽略邊緣效應(yīng)，下列判斷正確的是（

）A．上板為負(fù)極B．上、下兩極板間的電壓C．等離子體濃度越高，電動(dòng)勢(shì)越大D．垂直兩極板方向（即上、下方向）等離子體粒子受洛倫茲力（分力）和電場(chǎng)力平衡【答案】A【解析】大量帶正電和帶負(fù)電的微粒向右進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由左手定則可以判斷正電荷受到的洛倫茲力向下，所以正電荷會(huì)聚集的下極板上，負(fù)電荷受到的洛倫茲力向上，負(fù)電荷聚集到上極板上，故上極板為負(fù)極，故A正確；設(shè)電動(dòng)勢(shì)為E，根據(jù)得，磁流體發(fā)電機(jī)具有內(nèi)阻，上下極板兩端為路端電壓，故U＜Bdv，故B錯(cuò)誤；由表達(dá)式E=Bdv可知，電動(dòng)勢(shì)與等離子體的濃度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；垂直兩極板方向等離子體粒子由于電能的消耗，部分正電荷向下極板運(yùn)動(dòng)，部分負(fù)電荷向上極板運(yùn)動(dòng)，此時(shí)粒子所受洛倫茲力大于電場(chǎng)力，故D錯(cuò)誤。2．（2024·北京海淀·三模）云室是借助過飽和水蒸氣在離子上凝結(jié)來顯示通過它的帶電粒子徑跡的裝置。圖為一張?jiān)剖抑信臄z的照片。云室中加了垂直于紙面向外的磁場(chǎng)。圖中a、b、c、d、e是從O點(diǎn)發(fā)出的一些正電子或負(fù)電子的徑跡。有關(guān)這些徑跡以下判斷正確的是（）A．d、e都是正電子的徑跡B．a(chǎn)徑跡對(duì)應(yīng)的粒子動(dòng)量最大C．b徑跡對(duì)應(yīng)的粒子動(dòng)能最大D．a(chǎn)徑跡對(duì)應(yīng)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長【答案】D【解析】帶電粒子在垂直于紙面向外的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則可知a、b、c都是正電子的徑跡，d、e都是負(fù)電子的徑跡，A錯(cuò)誤；帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有解得由圖可知a徑跡對(duì)應(yīng)的粒子的運(yùn)動(dòng)半徑最小，a徑跡對(duì)應(yīng)的粒子的速度最小，根據(jù)可知a徑跡對(duì)應(yīng)的粒子動(dòng)量最小，B錯(cuò)誤；根據(jù)可知即b徑跡對(duì)應(yīng)的粒子動(dòng)能不是最大的，C錯(cuò)誤；帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有，，則所以，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間其中為粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度，由圖可知a徑跡對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角度最大，則a徑跡對(duì)應(yīng)的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，D正確。3．（2024·廣東·三模）如圖所示，在，區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x>x0區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從y軸上0~y0范圍內(nèi)平行于x軸正方向射出大量質(zhì)量為m、電荷量為+q、分布均勻的帶電粒子，粒子射入的初速度均為v0，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度為0時(shí)，從O點(diǎn)射入的粒子恰能運(yùn)動(dòng)到N（x0，y0）點(diǎn)，若電場(chǎng)強(qiáng)度為，MN右側(cè)是粒子接收器，MN的長度為y0，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用，則（）A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．從處射入的粒子，恰好從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)C．從處射入的粒子，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離最大D．接收器接收的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的50%【答案】D【解析】當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度為0時(shí)，從O點(diǎn)射入的粒子恰能運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，則根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得，故A錯(cuò)誤；若粒子從處射入，則，聯(lián)立解得由此可知，粒子從N點(diǎn)下方進(jìn)入磁場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)速度方向與豎直方向的夾角為θ，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中的速度大小為v，則，，所以粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離為由此可知，粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)距離相等，故C錯(cuò)誤；由以上分析可知，粒子在電場(chǎng)中的豎直位移為所以從處射入的粒子，恰好從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，且恰好經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打在M點(diǎn)，即只有0~范圍內(nèi)平行于x軸正方向射出的粒子能被接收器接收，所以接收器接收的粒子數(shù)占粒子總數(shù)的50%，故D正確。4．（2024·河北·三模）2023年4月12日，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)最新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒。為粗略了解等離子體在托卡馬克環(huán)形真空室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況，某同學(xué)將一足夠長的真空室內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)理想化為方向均水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。若某帶正電的離子在此電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其速度平行于磁場(chǎng)方向的分量大小為，垂直于磁場(chǎng)方向的分量大小為，不計(jì)離子受到的重力。當(dāng)離子速度平行于磁場(chǎng)方向的分量大小為時(shí)，垂直于磁場(chǎng)方向的分量大小為（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】根據(jù)運(yùn)動(dòng)的疊加原理可知，離子在垂直于紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沿水平方向做加速運(yùn)動(dòng)，則v1增大，v2不變；當(dāng)離子速度平行于磁場(chǎng)方向的分量大小為2v1時(shí)，垂直于磁場(chǎng)方向的分量大小為v2。故選A。5．（2024·山西·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，長方體空間被平面MNPO分成兩個(gè)區(qū)域，兩區(qū)域分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反且與z軸平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一電子以某一速度從長方體左側(cè)垂直O(jiān)yz平面進(jìn)入并穿過兩磁場(chǎng)區(qū)域，關(guān)于電子運(yùn)動(dòng)軌跡在下列坐標(biāo)平面內(nèi)的投影，可能正確的是（）A．B．C． D．【答案】A【解析】由左手定則可以判斷出電子在兩磁場(chǎng)中的洛倫茲力方向，沿著軸負(fù)方向看，電子在洛倫茲力的作用下，在平面MNPO的左側(cè)區(qū)域，電子沿逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，在平面MNPO的右側(cè)區(qū)域，電子沿順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，所以電子運(yùn)動(dòng)軌跡在坐標(biāo)平面內(nèi)的投影如選項(xiàng)A所示，在平面內(nèi)的投影應(yīng)該是一條平行于軸的直線。故選A。6．（2024·江西·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在半徑為R、圓心為O的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電荷量為、質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)所受重力）從O點(diǎn)沿紙面各個(gè)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，均從OC段射出磁場(chǎng)，下列說法正確的是（

）A．粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度為B．粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度為C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為D．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為【答案】D【解析】如圖所示當(dāng)離子軌跡與半圓形邊界相切時(shí)，離子軌跡半徑最大，則有由洛倫茲力提供向心力可得可得粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度為粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為，故ABC錯(cuò)誤，D正確。7．（2024·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測(cè)）新冠肺炎疫情持續(xù)期間，醫(yī)院需要用到血液流量計(jì)檢查患者身體情況。某種電磁血液流量計(jì)的原理可簡化為如圖所示模型。血液內(nèi)含有少量正、負(fù)離子，從直徑為d的血管右側(cè)流入，左側(cè)流出，空間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，M、N兩點(diǎn)之間的電壓穩(wěn)定時(shí)測(cè)量值為U，流量Q等于單位時(shí)間通過橫截面的液體的體積。下列說法正確的是（）A．離子所受洛倫茲力方向一定豎直向下B．M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)C．血液流量D．電壓穩(wěn)定時(shí)，正、負(fù)離子不再受洛倫茲力【答案】C【解析】由左手定則可知，水平向左入射的正離子受豎直向下的洛倫茲力，負(fù)離子受豎直向上的洛倫茲力，則正電荷聚集在N一側(cè)，負(fù)電荷聚集在M一側(cè)，則N點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì)，A、B錯(cuò)誤；電壓穩(wěn)定后，離子所受的洛倫茲力等于電場(chǎng)力，即，可得流速為，則流量Q為，C正確；電壓穩(wěn)定時(shí)，正、負(fù)離子受到的洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，D錯(cuò)誤。8．（2024·河北·三模）超級(jí)電容器儲(chǔ)存的大量電能是電磁炮瞬間大電流發(fā)射的重要基礎(chǔ)，如圖所示。若超級(jí)電容器的電容為C，充電電壓為U，發(fā)射一枚電磁炮的炮彈所需電量為超級(jí)電容所存儲(chǔ)電荷的5%，炮彈質(zhì)量為m，導(dǎo)軌寬為l，導(dǎo)體推桿垂直導(dǎo)軌并良好接觸，垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，不計(jì)空氣阻力和摩擦，則炮彈出膛的速度為（

）A． B． C． D．【答案】A【解析】電容器所帶電荷量為設(shè)炮彈出膛的速度為，根據(jù)動(dòng)量定理可得又聯(lián)立解得，故選A。9．（2024·黑龍江雙鴨山·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在坐標(biāo)系O－xyz中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向下（z軸負(fù)方向）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在（0，0，h）處固定一電荷量為的點(diǎn)電荷，在xOy平面內(nèi)有一質(zhì)量為m、電荷量為的微粒繞原點(diǎn)O沿圖示方向以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若微粒的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效為大小為的環(huán)形電流，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A． B．C． D．【答案】B【解析】該微粒受到重力、洛倫茲力、庫侖力三個(gè)力的作用，方向如下圖所示庫侖力大小為，洛倫茲力大小為由幾何關(guān)系可得，微粒沿在z軸方向上受力平衡，即微粒在平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得又，聯(lián)立，解得解得，（舍去），故AC錯(cuò)誤；微粒圓周運(yùn)動(dòng)的周期為等效電流強(qiáng)度為，故B正確；D錯(cuò)誤。10．（23-24高三下·湖南衡陽）如圖甲所示，已知車輪邊緣上一質(zhì)點(diǎn)P的軌跡可看成質(zhì)點(diǎn)P相對(duì)圓心O做速率為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)圓心O向右相對(duì)地面以速率做勻速運(yùn)動(dòng)形成的，該軌跡稱為圓滾線。如圖乙所示，空間存在豎直向下的大小為勻強(qiáng)電場(chǎng)和水平方向（垂直紙面向里）大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知一質(zhì)量為、電量大小為的正離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力共同作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線AC運(yùn)動(dòng)（該曲線屬于圓滾線），到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C為運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)。不計(jì)重力，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．該離子帶正電 B．A、B兩點(diǎn)位于同一高度C．該離子電勢(shì)能先增大后減小 D．到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離子速度最大【答案】C【解析】根據(jù)左手定則可知該離子帶正電，故A正確，不符合題意；從A到B，動(dòng)能變化為零，根據(jù)動(dòng)能定理知，洛倫茲力不做功，則電場(chǎng)力做功為零。所以A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等，因?yàn)樵撾妶?chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力方向豎直向下，所以A、B兩點(diǎn)位于同一高度，故B正確，不符合題意；因?yàn)樵撾x子帶正電，所以所受電場(chǎng)力豎直向下，由靜止開始從A到B運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，故該離子電勢(shì)能先減小后增大，故C錯(cuò)誤，符合題意；因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)過程中，洛倫茲力不做功，只有電場(chǎng)力做功，A→C電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，C→B電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小。所以C點(diǎn)時(shí)離子的動(dòng)能最大，即速度最大，故D正確，不符合題意。11．（2024·陜西西安·模擬預(yù)測(cè)）霍爾推進(jìn)器是現(xiàn)代航天器的最先進(jìn)的動(dòng)力裝置，據(jù)報(bào)道我國的天宮空間站就安裝了此類推進(jìn)器用以空間站的軌道維持。圖乙是與霍爾推進(jìn)器工作原理類似的裝置示意圖，在很窄的環(huán)內(nèi)平面內(nèi)有沿半徑方向向外的磁場(chǎng)1，其磁感強(qiáng)度大小可近似認(rèn)為處處相等，垂直環(huán)平面內(nèi)方向同時(shí)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)2和勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中沒畫出），已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，電子恰好可以在環(huán)內(nèi)沿順時(shí)針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電子電量為e，質(zhì)量為m，忽略電子間的相互作用以及電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以下說法正確的是（）A．電場(chǎng)方向垂直環(huán)平面向里 B．電子運(yùn)動(dòng)周期為C．磁場(chǎng)2的方向垂直環(huán)面向外 D．磁場(chǎng)2的磁感強(qiáng)度大小為【答案】A【解析】根據(jù)左手定則可知電子在圓環(huán)內(nèi)受到沿半徑向外的磁場(chǎng)1的洛倫茲力方向垂直環(huán)平面向里，電場(chǎng)力需要與該洛倫茲力平衡，電場(chǎng)力方向應(yīng)垂直環(huán)平面向外，由于電子帶負(fù)電，故電場(chǎng)方向垂直環(huán)平面向里，故A正確；電子做半徑為R、速率為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)周期為故B錯(cuò)誤；電子在圓環(huán)內(nèi)受到磁場(chǎng)2的洛倫茲力提供電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)2的方向垂直環(huán)面向里，故C錯(cuò)誤；電子在圓環(huán)內(nèi)受到磁場(chǎng)2的洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則所以，故D錯(cuò)誤。12．（2024·福建漳州·三模）如圖，一質(zhì)譜儀由加速電場(chǎng)、靜電分析器、磁分析器構(gòu)成。靜電分析器通道的圓弧中心線半徑為R，通道內(nèi)有均勻輻向電場(chǎng)，方向指向圓心O，中心線處各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。磁分析器中分布著方向垂直于紙面的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，邊界為矩形CNQD，，。質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子（不計(jì)重力），由靜止開始從A板經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，沿中心線通過靜電分析器，再由P點(diǎn)垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁分析器，最終打在膠片ON上，則（）A．磁分析器中磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外B．靜電分析器中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度C．僅改變粒子的比荷，粒子仍能打在膠片上的同一點(diǎn)D．要使粒子能到達(dá)NQ邊界，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為【答案】D【解析】由靜電分析器電場(chǎng)力充當(dāng)向心力可知，粒子帶正電，根據(jù)左手定則可知，磁分析器中磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，故A錯(cuò)誤；在加速電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理在靜電分析器電場(chǎng)力充當(dāng)向心力聯(lián)立可得，故B錯(cuò)誤；在磁分析器中，洛倫茲力提供向心力可得粒子進(jìn)入磁分析器到打在膠片上的距離所以與比荷有關(guān)，僅改變粒子的比荷，粒子不能打在膠片上的同一點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；由上述公式可知，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的越小，半徑越大，當(dāng)B最小值時(shí)，粒子與QD邊相切，由于圓心在PN上，則半徑此時(shí)有解得，故D正確。13．（2024·北京西城·二模）如圖所示，正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)M以速度v垂直于ad邊射入磁場(chǎng)，并恰好從ab邊的中點(diǎn)N射出磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是（

）A．粒子帶負(fù)電B．若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，粒子將從a點(diǎn)射出C．若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，粒子將從b點(diǎn)射出D．若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變短【答案】D【解析】根據(jù)左手定則可知粒子帶正電。故A錯(cuò)誤；根據(jù)解得設(shè)正方形邊長為L，粒子以速度v和速度2v進(jìn)入磁場(chǎng)，有軌跡如圖可知若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，射出的位置在Nb之間。故B、C錯(cuò)誤；根據(jù)C選項(xiàng)分析可知，若粒子射入磁場(chǎng)的速度增大為，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角將變小，由又，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變短。故D正確。二、多選題14．（2024·黑龍江吉林·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中第一、二、四象限內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，第三象限內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，P（-L，0）、Q（0，-L）為坐標(biāo)軸上的兩個(gè)點(diǎn)?，F(xiàn)有一電量大小為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子（不計(jì)重力），以與x軸正向成45°的速度從P點(diǎn)射出，恰好經(jīng)原點(diǎn)O并能到達(dá)Q點(diǎn)，則下列對(duì)PQ段運(yùn)動(dòng)描述正確的是（）A．粒子運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為B．粒子運(yùn)動(dòng)的總路程一定為C．粒子在Q點(diǎn)的速度方向可能與y軸垂直D．粒子從P點(diǎn)到O點(diǎn)的時(shí)間與從O點(diǎn)到Q點(diǎn)的時(shí)間之比可能為1:3【答案】AD【解析】若粒子從P點(diǎn)出發(fā)恰好經(jīng)原點(diǎn)O到達(dá)Q點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)軌跡可能如圖所示第一種情況粒子在Q點(diǎn)速度方向與y軸負(fù)向的夾角為45°；第二種情況粒子在Q點(diǎn)速度方向與y軸正向的夾角為45°，故C錯(cuò)誤；根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖可知第一種情況粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，則故A正確；第一種情況粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為，第二種情況粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為，故B錯(cuò)誤；由于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期相同，則粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比等于圓心角之比，根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖可知第一種情況粒子從P到O的時(shí)間與從O到Q的時(shí)間之比為1:1；第二種情況粒子從P到O的時(shí)間為粒子與從O到Q的時(shí)間為1:3，故D正確。15．（2024·江西·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，光電管和一金屬材料做成的霍爾元件串聯(lián)，霍爾元件的長、寬、高分別為a、b、c且水平放置，該霍爾元件放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。某時(shí)刻讓一束光照到光電管的陰極K激發(fā)出光電子，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的劃片到某一位置，電流表A的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U。經(jīng)典電磁場(chǎng)理論認(rèn)為：當(dāng)金屬導(dǎo)體兩端電壓穩(wěn)定后，導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定電場(chǎng)，且恒定電場(chǎng)的性質(zhì)和靜電場(chǎng)性質(zhì)相同。已知電子電量為e，電子的質(zhì)量為m?；魻栐挝惑w積內(nèi)的電子數(shù)為n，則（）A．霍爾元件前表面電勢(shì)低于后表面電勢(shì)B．霍爾元件前后表面的電壓大小為C．霍爾片內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為D．將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)會(huì)不斷地增加【答案】ABC【解析】由題意可知，經(jīng)過霍爾元件的電流方向?yàn)樗较蛴?，則電子運(yùn)動(dòng)方向水平向左，根據(jù)洛倫茲力可知，電子會(huì)到達(dá)前表面，故霍爾元件前表面電勢(shì)低于后表面電勢(shì)，故A正確；設(shè)霍爾元件前后側(cè)面的電壓為U，電子在霍爾元件內(nèi)做定向移動(dòng)的速率為v，根據(jù)洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡可得霍爾元件單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n，則電流聯(lián)立解得故B正確；霍爾片內(nèi)沿前后側(cè)面的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為沿電流方向的恒定電場(chǎng)為，則霍爾片的電場(chǎng)強(qiáng)度為，故C正確；若I已經(jīng)為光電效應(yīng)達(dá)到的飽和電流，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片右移后，電流I保持不變，故D錯(cuò)誤。16．（2024·全國·模擬預(yù)測(cè)）“雙聚焦分析器”是一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)速度聚焦和方向聚焦的質(zhì)譜儀，其模型圖如圖甲．如圖乙，電場(chǎng)分析器中與圓心O，等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向沿徑向，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，r為入射點(diǎn)到圓心的距離k可調(diào)節(jié)．磁場(chǎng)分析器中以為圓心、圓心角為的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左邊界與電場(chǎng)分析器的右端面平行．若質(zhì)量為m、電荷量為的離子（初速度為零），經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入輻射狀電場(chǎng)，恰好沿著半徑為R的圓弧軌跡通過電場(chǎng)區(qū)域后，垂直磁場(chǎng)左邊界從P點(diǎn)進(jìn)入圓心為的四分之一圓形磁場(chǎng)區(qū)域并打在熒光屏上．圖中，不計(jì)離子的重力．下列說法正確的是（

）A．k值應(yīng)調(diào)節(jié)為B．若離子源和加速電場(chǎng)整體向右平移一小段距離，則離子在電場(chǎng)分析器中不能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．若離子垂直于熒光屏打在Q點(diǎn)，則磁場(chǎng)分析器所加的磁感應(yīng)強(qiáng)度為D．若另有一離子經(jīng)加速電場(chǎng)、電場(chǎng)分析器后從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)分析器后打在點(diǎn)，該離子的比荷為【答案】AD【解析】當(dāng)加速電壓為U時(shí)粒子進(jìn)入靜電分析器的速度為，則，解得，A項(xiàng)正確；若粒子源和加速器整體向右平移一小段距離，離子進(jìn)入電場(chǎng)中不同的點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有，只要調(diào)節(jié)，得等式與大小無關(guān)，故離子仍能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若離子垂直于熒光屏打在Q點(diǎn)，粒子的軌跡半徑為，則磁分析器所加的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若離子經(jīng)加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器后打在點(diǎn)，則半徑為，，得，D項(xiàng)正確。17．（2024·四川·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，空間中有一個(gè)方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界是一個(gè)半徑為R的圓環(huán)，現(xiàn)讓一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子以一定速度從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場(chǎng)，當(dāng)入射速度為v時(shí)，粒子經(jīng)過t1時(shí)間從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)（OC與OB成（60°角），對(duì)應(yīng)的軌道半徑為r1；當(dāng)入射速度為，粒子經(jīng)過t2時(shí)間從D點(diǎn)射出磁場(chǎng)（圖中未畫出），對(duì)應(yīng)的軌道半徑為r2，下列選項(xiàng)正確的是（）A．r1：r2=3：1B．r1：r2=1：3C．t1：t2=1：2 D．t1：t2=2：1【答案】AC【解析】當(dāng)入射速度為v時(shí)，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為，根據(jù)幾何關(guān)系可得可得由洛倫茲力提供向心力可得可得當(dāng)入射速度為，則有則有由幾何關(guān)系可知，兩次粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角分別為和，則有，故選AC。18．（2024·四川·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是利用霍爾效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)的傳感器，由運(yùn)算芯片LM393和霍爾元件組成，LM393輸出的時(shí)鐘電流（交變電流）經(jīng)二極管整流后成為恒定電流I從霍爾元件的A端流入，從F端流出。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于霍爾原件的工作面水平向左，測(cè)得CD端電壓為U。已知霍爾元件的載流子為自由電子，單位體積的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，霍爾原件沿AF方向的長度為，沿CD方向的寬度為，沿磁場(chǎng)方向的厚度為h，下列說法正確的是（

）A．C端的電勢(shì)高于D端B．若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，CD間的電壓將增大C．自由電子的平均速率為D．可測(cè)得此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度【答案】AD【解析】已知霍爾元件的載流子為自由電子，電流方向從A流向F，則左手定則可得電子偏向D端，則C端的電勢(shì)高于D端，故A正確，根據(jù)可得，若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，CD間的電壓將減小，故B錯(cuò)誤，根據(jù)電流微觀表達(dá)式可得故C錯(cuò)誤，由，聯(lián)立可得故D正確。19．（2024·陜西安康·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，在豎直面內(nèi)有一半徑為R的能吸收帶電粒子的半圓形裝置，在裝置外有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，邊界ab為過圓心O的一水平直線。一群質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以不同的速率從A點(diǎn)豎直向上進(jìn)入磁場(chǎng)，AO的長度為，粒子重力和粒子間的相互作用不計(jì)，，下列說法正確的是（）A．能夠被裝置吸收的粒子的最大速度為B．能夠被裝置吸收的粒子的最小速度為C．能夠被裝置吸收的粒子中，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短的粒子速度大小為D．能夠被裝置吸收的粒子中，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間為【答案】BD【解析】粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡半徑最大時(shí)有最大速度，當(dāng)粒子從半圓形裝置最右面被該裝置吸收時(shí)，其軌跡半徑最大，其速度最大，對(duì)于粒子有整理有有幾何關(guān)系可知，其粒子的半徑設(shè)為，有所以有上述分析有，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡最小時(shí)，其粒子的速度最小，即粒子從裝置最左側(cè)被吸收其半徑最小，由幾何關(guān)系有，結(jié)合之前的分析可知，有，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)至圓周上，時(shí)間最短即為圓心角最小，根據(jù)圓心角等于2倍弦切角可知，時(shí)間最小，即運(yùn)動(dòng)軌跡圓的弦切角需最小。如圖所示運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，此時(shí)軌跡圓的弦AC與題設(shè)半圓相切，由幾何關(guān)系可知，圓心角為，根據(jù)幾何關(guān)系，結(jié)合之前的分析，其中，所以，，故C錯(cuò)誤，D正確。20．（2024·寧夏銀川·三模）近年來國產(chǎn)動(dòng)畫的技術(shù)不斷提升，以科幻為主題的電影《熊出沒之逆轉(zhuǎn)時(shí)空》在2024年春節(jié)受到人們喜歡。其中“我們總是活在別人定義的成功里，卻忘了自己內(nèi)心真正想要的是什么”成為直擊人心的金句。如左圖所示為光頭強(qiáng)被科學(xué)怪人篡改記憶時(shí)的畫面，右圖為篡改記憶所用的裝置模式圖，一“篡改記憶粒子”（比荷為）從出發(fā)經(jīng)過電場(chǎng)加速（）獲得一定初速度進(jìn)入速度選擇器，進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)（）偏轉(zhuǎn)180后進(jìn)入光頭強(qiáng)大腦進(jìn)行篡改。不計(jì)“篡改記憶粒子”重力，下列說法正確的是（）A．各個(gè)“篡改記憶粒子”進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)時(shí)間不相同B．速度選擇器允許通過的粒子速度為50m/sC．偏轉(zhuǎn)半徑為r=0.01mD．比荷越小偏轉(zhuǎn)半徑越大【答案】BCD【解析】“篡改記憶粒子”進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期由于“篡改記憶粒子”的比荷相同，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，各個(gè)“篡改記憶粒子”進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)時(shí)間相同，故A錯(cuò)誤；加速電場(chǎng)中解得所以速度選擇器允許通過的粒子速度為50m/s，故B正確;在磁場(chǎng)中解得偏轉(zhuǎn)半徑為，，故C正確；在磁場(chǎng)中，則比荷越小偏轉(zhuǎn)半徑越大，故D正確。21．（2024·福建廈門