最新【走向高考】届高三物理人教版一轮复习习题：第8章第4讲电磁场在实际中的应用名师精编资料汇编

1、第一部分第八章第 4 讲一、选择题 (1 3 题为单选题，4 8 题为多选题 )1设回旋加速器中的匀强磁场的磁感应强度为B，粒子的质量为 m，所带电荷量为q，刚进入磁场的速度为v0 ，回旋加速器的最大半径为R，那么两极间所加的交变电压的周期T和该粒子的最大速度v 分别为 ()2m， v 不超过 qBRB T m， v 不超过 qBRA T qBmqBm2m， v 不超过 qBRm， v 不超过 qBRCT qB2mD T qB2m答案 A2m解析 粒子做匀圆周运动周期为T qB ，故电源周期须与粒子运动周期同步，粒子的最大速度由最大半径R 决定。2(2014 北·京丰台区模拟)如图所

2、示， 电源电动势为E，内阻为 r，滑动变阻器最大电阻为 R，开关 K 闭合。两平行金属极板a、 b 间有匀强磁场，一带负电的粒子(不计重力 )以速度 v 水平匀速穿过两极板。下列说法正确的是()A 若将滑片P 向上滑动，粒子将向a 板偏转B若将 a 极板向上移动，粒子将向a 板偏转C若增大带电粒子的速度，粒子将向b 板偏转D若增大带电粒子带电荷量，粒子将向b 板偏转答案C解析 将滑片 P 向上滑动，电阻两端的电压减小。因电容器与电阻并联，故两板间的U电势差减小，根据E d 知两板间的电场强度减小，粒子所受电场力减小，因带负电，电场力向上，所以粒子将向b 板偏转， A 错误；保持开关闭合，将a

3、极板向上移动一点，板间距离增大，电压不变，由E Ud 可知，板间电场强度减小，粒子所受电场力向上变小，洛伦兹力向下，则粒子将向b 板偏转，故B 错误；若增大带电粒子的速度，所受极板间洛伦兹力增大，而所受电场力不变，故粒子将向b 板偏转， C 正确；若增大带电粒子带电荷量，所受电场力增大。所受洛伦兹力也增大，但两者仍相等，故粒子将不会偏转，故D 错误。3 (2014 北·京海淀区一模) 电子感应加速器的基本原理如图所示。在上、下两个电磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室。 图甲为侧视图， 图乙为真空室的俯视图。 电磁铁中通以交变电流， 使两极间的磁场周期性变化， 从而在真空室内产生感

4、应电场， 将电子从电子枪右端注入真空室， 电子在感应电场的作用下被加速， 同时在洛伦兹力的作用下， 在真空室中沿逆时针方向 (图乙中箭头方向 )做圆周运动。 由于感应电场的周期性变化使电子只能在某段时间内被加速， 但由于电子的质量很小， 故在极短时间内被加速的电子可在真空室内回旋数十万以至数百万次，并获得很高的能量。若磁场的磁感应强度B(图乙中垂直纸面向外为正) 随时间变化的关系如图丙所示，不考虑电子质量的变化，则下列说法中正确的是()A 电子在真空室中做匀速圆周运动B电子在运动时的加速度始终指向圆心TC在丙图所示的第一个周期中，电子只能在0 4内按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速T3TD在

5、丙图所示的第一个周期中，电子在 0 和T 内均能按图乙中逆时针方向做圆周运动且被加速答案C解析 由于磁场是周期变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知，产生的电场也是周期性变化的，故电子在真空室中一段时间加速，又有一段时间减速，再加速，再减速，周而复始。 A错误。由于电子做的是非匀速圆周运动，故加速度不指向圆心，B 错误。第一个周期中，电子在0 T内按图乙中逆时针加速，4T T粒子逆时针减速， 4 2T 3T粒子顺时针加速， 2 43T4T 顺时针减速，故C正确、D错误。4.(2014山·东临沂一模)如图所示，长均为d 的两正对平行金属板MN、PQ水平放置， 板间距离为2d，板间有正交的匀

6、强电场和匀强磁场，一带电粒子从MP的中点O 垂直于电场和磁场方向以v0 射入，恰沿直线从NQ 的中点A 射出，若撤去电场，则粒子从M 点射出(粒子重力不计)。以下说法正确的是()A 该粒子带正电B该粒子带正电、负电均可C若撤去磁场，则粒子射出时的速度大小为2v0D若撤去磁场，则粒子射出时的速度大小为5v0答案 AD解析 若撤去电场，则粒子从M 点射出，根据左手定则知粒子应带正电荷，故A 正确， B 错误；设粒子的质量为m，带电荷量为q，粒子射入电磁场时的速度为v0，则粒子沿直线通过场区时：Bqv0 Eq。撤去电场后，在洛伦兹力的作用下，粒子做圆周运动，由d22mv2几何知识知v00r ，由洛伦

7、兹力提供向心力得，qv0 B md。撤去磁场，粒子做类平抛2r运动，设粒子的加速度为a，穿越电场所用时间为t，则有： Eq ma， y 12at2， d v0t，联1212立解得： y d。设末速度为v，由动能定理得，qEd 2mv 2mv0，解得： v5v0，故C错误， D 正确。5如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和 E。平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的胶片A1A2。平板 S 下方有强度为B0 的匀强磁场。下列表述正确的是()A 质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁

8、场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小答案 ABC解析 本题考查质谱仪的工作原理，意在考查考生分析带电粒子在电场、磁场中的受力和运动的能力。粒子先在电场中加速，进入速度选择器做匀速直线运动，最后进入磁场做匀速圆周运动。在速度选择器中受力平衡：EqqvB 得 v E/B，方向由左手定则可知磁场mv2mv方向垂直纸面向外，BC正确。进入磁场后， 洛伦兹力提供向心力，由qvB0R 得，R qB0，所以荷质比不同的粒子偏转半径不一样，所以，A 正确，D错。6 (2014 石·家庄检测 )劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，

9、工作原理示意图如图所示。置于高真空中的半径为R 的 D 形金属盒中，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U 。若粒子源产生的质子质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是()A 处A 质子被加速后的最大速度不可能超过2RfB质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U 成正比C质子第 2 次和第1 次经过两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比为2 1D改变磁感应强度B 和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变答案 AC解析 粒子被加速后的最大速度受到D 形盒半径 R

10、的制约，因 vm2R 2Rf，A 正T12122 2222确；粒子离开回旋加速器的最大动能Ekm 2mv2× m× 4R f2mR f，与加速电压 Umv1 212无关， B 错误；根据 R Bq ，Uq2mv1， 2Uq 2mv2，得质子第 2次和第1次经过两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比为2，C 正确；因回旋加速器的最大动能222Ekm 2m，与R fm、 R、 f 均有关， D 错误。7 (2014 江·苏单科 )如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为 I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与 I 成正比，方向垂直于霍尔元件

11、的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足： UH kIH B，式中 k 为霍尔系数， d 为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R 远大于 RL，霍d尔元件的电阻可以忽略，则 ()A 霍尔元件前表面的电势低于后表面B若电源的正负极对调，电压表将反偏CIH与 I 成正比D电压表的示数与RL 消耗的电功率成正比答案 CD解析 电子在霍尔元件中受到向里的洛伦兹力作用，故霍尔元件前表面的电势要高于后表面的电势，选项 A 错误；若电源的正负极对调，则磁感应强度B 的方向及霍尔元件的电流方向都将反向， 电子在霍尔元件中受到的洛伦兹力仍向里，前表面的电势仍高于后表面

12、的电势，电压表不会反偏，选项B 错误；根据电路连接方式知，电流IH RLI ，故电流R RLI H 与 I 成正比，选项 C 正确；因为 IH 和 B 都与 I 成正比，由I HB2成正比，UH kd知，UH与 I因为电阻 R? RL，故流过电阻RL 的电流可认为是干路电流I，其消耗的电功率为PL I2RL，综上所述可得 U H 与 PL 成正比，选项 D 正确。8.(2014 浙·江温州一模 )日本福岛核电站的核泄漏事故，使碘的同位素 131 被更多的人所了解。利用质谱仪可分析碘的各种同位素。如图所示，电荷量均为q 的碘 131 和碘 127 质量分别为m1 和 m2，它们从容器 A 下方的小孔S1