高中一轮复习物理通用版课时检测（五十八）磁场技术应用实例（题型研究课）.doc

课时检测(五十八)磁场技术应用实例(题型研究课)

一、单项选择题

1.用于加速质子的回旋加速器的核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连。下列说法正确的是()

A．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大

B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大

C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值

D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速β粒子

解析：选A由r＝eq\f(mv,qB)知，当r＝R时，质子有最大速度vm＝eq\f(qBR,m)，即B、R越大，vm越大，vm与加速电压无关，A对，B错；由相对论知，随着质子速度v的增大、质量m会发生变化，据T＝eq\f(2πm,qB)知质子做圆周运动的周期会变化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，C错；由周期公式知β粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速β粒子，D错。

2.如图所示是磁流体发电机原理示意图。A、B极板间的磁场方向垂直于纸面向里，等离子束从左向右进入板间。下述说法正确的是()

A．A板电势高于B板，负载R中电流向上

B．B板电势高于A板，负载R中电流向上

C．A板电势高于B板，负载R中电流向下

D．B板电势高于A板，负载R中电流向下

解析：选C等离子束指的是含有大量正、负离子，整体呈电中性的离子流，进入磁场后，正离子受到向上的洛伦兹力向A板偏，负离子受到向下的洛伦兹力向B板偏。正离子聚集在A板，而负离子聚集在B板，A板电势高于B板，电流方向从A→R→B，即R中电流向下，C正确。

3.如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，上极板带正电，下极板带负电；板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出)。一个带电粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动，粒子通过两平行板后，从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个周期后打在挡板MN上的A点，不计粒子重力，则下列说法不正确的是()

A．此粒子一定带正电

B．P、Q间的磁场方向一定垂直纸面向里

C．若另一个带电粒子也能做匀速直线运动，则它一定与该粒子具有相同的荷质比

D．若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动，则它一定与该粒子具有相同的荷质比

解析：选C粒子在磁场中做匀速圆周运动，由题图知粒子向下偏转，粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向下，应用左手定则可知，粒子带正电，故A正确；粒子在复合场中做匀速直线运动，所受合力为零，粒子所受电场力竖直向下，则粒子所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，P、Q间的磁场方向垂直于纸面向里，故B正确；粒子在复合场中做匀速直线运动，由平衡条件可知：qvB＝qE，则：v＝eq\f(E,B)，粒子具有相同的速度即可，不一定具有相同的荷质比，故C错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝meq\f(v2,r)，解得：eq\f(q,m)＝eq\f(v,Br)，由于粒子匀速通过P、Q间的复合场，则粒子速度v相同，若粒子运动轨迹相同，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r相同，则粒子的荷质比相同，故D正确。

4.如图所示，有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中，当有稳恒电流沿平行平面C的方向通过时，下列说法正确的是()

A．金属块上表面M的电势高于下表面N的电势

B．电流增大时，M、N两表面间的电压U增大

C．磁感应强度增大时，M、N两表面间的电压U减小

D．金属块中单位体积内的自由电子数越少，M、N两表面间的电压U越小

解析：选B由左手定则可知，金属块通有题图所示电流时，自由电子受到向上的洛伦兹力，向上表面M偏转，故上表面M电势低于下表面N的电势，A项错误；最终电子所受洛伦兹力和电场力相互平衡，即evB＝eq\f(U,d)e，则有U＝Bvd，由此可知，磁感应强度增大时，M、N两表面间的电压U增大，C项错误；由电流的微观表达式I＝neSv可知，电流增大说明自由电子定向移动速率v增大，由U＝Bvd可知，M、N两表面间的电压增大，B项正确；电流一定时，金属块中单位体积内的自由电子数n越少，自由电子定向移动的速率一定越大，所以M、N两表面间的电压U越大，D项错误。

5.质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。工作原理如图所示，电荷量均为＋q、质量不同的离子，初速度几乎为零地进入电压为U0的加速电场。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打在底片上。已知放置底片的区域MN＝L，且OM＝L。某次测量发现MN中左侧eq\f(2,3)区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧eq\f(1,3)区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在Q