2025《衡中学案》高考一轮总复习 物理提能训练　练案[57]含答案.doc

2025《衡中学案》高考一轮总复习物理提能训练第十一章专题强化十六

提能训练练案[57]

基础过关练

题组一叠加场应用实例

1.如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足v0＝eq\f(E,B)时，粒子沿图中虚线水平射出；若某一粒子以速度v射入该速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说法正确的是(B)

A．粒子射入的速度一定是veq\f(E,B)

B．粒子射入的速度可能是veq\f(E,B)

C．粒子射出时的速度一定大于射入速度

D．粒子射出时的速度一定小于射入速度

[解析]假设粒子带正电，则所受电场力方向向下，由左手定则知所受洛伦兹力方向向上，由受力分析结合运动轨迹知，qvBqE，则veq\f(E,B)，运动过程中洛伦兹力不做功，电场力做负功，则粒子速度减小；若粒子带负电，所受电场力方向向上，则由左手定则知所受洛伦兹力方向向下，由受力分析结合运动轨迹知，qvBqE，则veq\f(E,B)，运动过程中洛伦兹力不做功，电场力做正功，则粒子速度增大，A、C、D三项错误，B项正确。

2.磁流体发电机示意图如图所示。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(D)

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

[解析]由左手定则，正离子受洛伦兹力向下偏转，负离子受洛伦兹力向上偏转，b板为电源的正极，A错误；由平衡条件得qvB＝qeq\f(U,d)，电源电动势E＝U＝Bdv，电流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(Bdv,R＋r)，用电器两端的电压UR＝IR＝eq\f(R,R＋r)Bvd，故B、C错误，D正确。

3．为监测某化工厂含有离子的污水排放情况，技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为b和c，左、右两端开口与排污管相连，如图所示，在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在空腔前、后两个侧面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N，M、N与内阻为R的电流表相连。污水从左向右流经该装置时，电流表将显示出污水排放情况。下列说法中错误的是(B)

A．M板比N板电势低

B．污水中离子浓度越高，则电流表的示数越小

C．污水流量越大，则电流表的示数越大

D．若只增大所加磁场的磁感应强度，则电流表的示数也增大

[解析]污水从左向右流动时，根据左手定则，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向N板和M板偏转，故N板带正电，M板带负电，A正确；稳定时带电离子在两板间受力平衡，可得qvB＝qeq\f(U,b)，此时U＝Bbv，又因流速v＝eq\f(Q,S)＝eq\f(Q,bc)，故U＝eq\f(BbQ,bc)＝eq\f(BQ,c)，式中Q是流量，可见当污水流量越大、磁感应强度越强时，M、N间的电压越大，电流表的示数越大，与离子浓度无关，B错误，C、D正确。

4．如图所示，将霍尔式位移传感器置于一个沿z轴正方向的磁场中，磁感应强度随位置变化关系为B＝B0＋kz(B00，k0且均为常数)，霍尔元件的厚度d很小。当霍尔元件通以沿x轴正方向的恒定电流I，上、下表面会产生电势差U，则下列说法正确的是(D)

A．若霍尔元件是自由电子导电，则上表面电势低于下表面

B．当物体沿z轴正方向移动时，电势差U将变小

C．仅减小霍尔元件上下表面间的距离h，传感器灵敏度eq\f(ΔU,Δz)将变弱

D．仅减小恒定电流I，传感器灵敏度eq\f(ΔU,Δz)将变弱

[解析]霍尔元件是自由电子导电，受洛伦兹力的是电子，根据左手定则。电子受向下的洛伦兹力，所以下表面带负电，上表面带正电，上表面电势高于下表面，A错误；设霍尔元件上下表面高度差为h，电子定向移动速度为v，电子电荷量为e，霍尔元件平衡时，有eq\f(U,h)e＝Bve，解得U＝Bvh，又因为I＝nvSe＝nvdhe，其中n为单位体积的自由电子数，可得v＝eq\f(I,ndhe)，则U＝Bvh＝eq\f(BI,nde)，当物体沿z轴正方向移动时z增大，所以B增大，电势差U也增大，B错误；传感器灵敏度为eq\f(ΔU,Δz)＝eq\f(ΔBI,Δznde)，因为B＝B0＋kz，可得eq\f(ΔB,Δz)＝k，eq\f(ΔU,Δz)＝eq\f(kI,ned)