2025年高中物理真题训练专题汇总 带电粒子在叠加场中应用实例(速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件)（解析版）.docx

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专题带电粒子在叠加场中应用实例同步练习

(速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件)

一、单选题

1．（2022·江苏泰州·高三期末）霍尔效应可用来测量血流速度，其原理如图所示。在动脉血管上下两侧安装电极，左右两侧加以磁场，毫伏表测出上下两极的电压为U。则（）

A．上电极电势一定低于下电极

B．若血液中负离子较多时，上电极电势低于下电极

C．毫伏表的示数U与血液的流速成正比

D．毫伏表的示数U与血液中正负离子的电荷量成正比

【答案】C

【解析】AB．根据左手定则，正离子受到洛伦兹力方向向上，负离子受到洛伦兹力方向向下，上电极聚集正离子，下电极聚集负离子，所以上电极电势高于下电极，电极电势高低与血液中正、负离子多少无关，故AB错误；

CD．当电场力和洛伦兹力相等时有

解得

可知，毫伏表的示数U与血液的流速成正比，与血液中正负离子的电荷量无关，故C正确，D错误。

2．（2022·福建省福州第一中学高二期末）一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一氕核（）以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（）

A．以速度2v0射入的氘核（） B．以速度9v0射入的核氚（）

C．以速度v0射入的核氚（） D．以速度v0射入的电子（）

【答案】D

【解析】一氕核（）以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，根据平衡条件

解得

所以只有速度等于v0的粒子才能做匀速直线运动，凡是速度不等于v0的粒子均不能做匀速直线运动。故选D。

3．（2024·浙江省春晖中学高三阶段练习）霍尔效应这一现象是美国物理学家霍尔于1879年发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差被称为霍尔电势差。现有一金属导体霍尔元件连在如图所示电路中，电源内阻不计，电动势恒定，霍尔电势差稳定后，下列说法正确的是（）

A．a端电势低于b端电势

B．若元件的厚度增加，a、b两端电势差不变

C．霍尔电势差的大小只由霍尔元件本身决定

D．若要测量赤道附近的地磁场，应将工作面调整为与待测平面平行

【答案】B

【解析】A．由题图知电流方向从右向左，则霍尔元件中电子从左向右定向移动，根据左手定则判断可知在洛伦兹力的作用下电子向b端偏转，故b端电势较低，故A错误。

BC．稳定后，定向移动的电子受到的电场力与洛伦兹力大小相等，即

可得

U与磁感应强度B、元件的前后距离d等因素有关，与题中定义的厚度无关，故B正确，C错误；

D．由于赤道附近的地磁场平行于地面，若要测量赤道附近地磁场，工作面应该处于垂直状态，故D错误。

故选B。

4．（2022·浙江柯桥·高二期末）某实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场，下列说法正确的是：（）

A．负离子所受洛伦兹力方向由指向

B．点的电势高于点的电势

C．相同流速时，废液内正、负离子浓度越大，、间的电势差越大

D．若测得两点电压，则废液的流量为

【答案】D

【解析】AB．由左手定则可知，负离子所受洛伦兹力方向由N指向M，则M将集聚负离子，即M点的电势低于N点的电势，选项AB错误；

C．当达到平衡时

解得U=Bdv

可知相同流速时，MN间的电势差与废液内正、负离子浓度无关，选项C错误；

D．若测得两点电压，则废液的流量为

选项D正确。故选D。

5．（2022·江西·南昌市八一中学高二期末）磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在间距为d的两平行金属板ab间产生电动势。将其上下极板与阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器相连，间距为L的电容器极板间有一带电微粒处于静止状态，不计其它电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A．平行金属板上极板比下极板电势高

B．磁流体发电机的电动势为BLv

C．电容器所带电荷量为CBLv

D．微粒的比荷

【答案】D

【解析】A．将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集的下板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到上板上，故平行金属板上极板比下极板电势低，故A错误；

B．根据

可得磁流体发电机的电动势为，故B错误；

C．电容器两端的电势差等于电源电动势，根据

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