2025年高考物理专题突破高频考点71　洛伦兹力与现代科技——提能力.docxVIP

考点71洛伦兹力与现代科技——提能力

1.（多选）如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克．我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩．多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强．尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败．不计粒子重力，下列说法正确的是（）

A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动

B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大

C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移

D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移

2.[2023·济南市山东省实验中学模拟]如图所示，是磁流体发电机示意图．平行金属板a、b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量等量正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压．如果把a、b板与用电器相连接，a、b板就是等效直流电源的两个电极．若磁场的磁感应强度为B，每个离子的电荷量大小为q、速度为v，a、b两板间距为d，两板间等离子体的等效电阻为r，用电器电阻为R.稳定时，下列判断正确的是（）

A.图中a板是电源的正极

B．电源的电动势为Bvq

C．用电器中电流为eq\f(Bvq,R＋r)

D．用电器两端的电压为eq\f(R,R＋r)Bvd

3.[2023·山东济南一模]利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷，如图所示为一种质谱仪的原理示意图．某带电粒子从容器A下方的小孔飘入加速电场（其初速度可视为零），之后自O点垂直磁场边界进入匀强磁场中，最后打到照相底片上的P点，粒子重力不计．此过程中，比荷越大的带电粒子（）

A．进入磁场时的速度越小

B．在加速电场中的加速时间越长

C．在磁场中的运动时间越长

D．在磁场中做匀速圆周运动的半径越小

4.在实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出．流量值Q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B的匀强磁场，并测出M、N间的电压U，则下列说法正确的是（）

A．正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的

B．容器内液体的流速为v＝eq\f(U,Bd)

C．河水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速

D．污水流量为Q＝eq\f(πUd,2B)

5.

[2023·湖北随州市广水市一中模拟]（多选）如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射状电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子的重力，下列说法正确的是（）

A．粒子一定带正电

B．加速电场的电压U＝eq\f(1,2)ER

C．直径PQ＝eq\f(2,B)eq\r(qmER)

D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷

6.[2023·天津红桥区一模]回旋加速器的结构如图甲所示，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．在加速氚核（eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H）时，氚核在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示．忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（）

A．在Ek-t图像中应有t4－t3t3－t2t2－t1

B．加速电压越大、加速次数越多，则氚核最后获得的动能就越大

C．如果只增大交流电源的周期，则该回旋加速器可以用来加速α粒子（eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He）

D．如果只增大磁感应强度，则该回旋加速器可以用来加速α粒子（eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He）

[答题区]

题号

1

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3

4

5

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答案

7.[2022·北京卷]指南针是利用地磁场指示方向的装置，它的广泛使用促进了人们对地磁场的认识．现代科技可以实现对地磁场的精确测量．

（1）如图1所示，两同学把一根长约10m的电线两端用其他导线连接一个电压表，迅速摇动这根电线．若电线中间位置的速度约10m/s，电压表的最大示数约2mV.粗略估算该处地磁场磁感应强度的大小B地；

（2）如图2所示，一矩形金属薄片，其长为a，宽为b，厚为c.大小为I的恒定电流从电极P流入、从电极Q流出，当外加与薄片垂直的匀强磁场时，M、N两电极间产生的电压