主题三 带电粒子的运动在现代科技中的应用

主题三带电粒子的运动在现代科技中的应用[原理图解·建模型]续表续表续表[考法全训·用模型]粒子打在磁场上边界的底片上的P点，当双刀双掷开关的触刀掷向3、4时，粒子穿过磁场打在底片上的Q点，已知缝S2与P之间的距离为d1＝1.414cm；缝S2与Q点间在平行S2P方向上距离为d2＝30cm，假设中子的质量mn、质子质量mp、电子质量me，满足mn＝mp＝1800me，根据以上信息，以下说法正确的是(

)A．触头1对应加速电压的负极B．该气体的原子中具有的核子数为4C．打在Q点的粒子动量小于打在P点的粒子动量D．打在Q点与打在P点的粒子在磁场中的运动时间之比为1∶3答案：AB

解析：当双刀双掷开关的触刀掷向1、2时，粒子打在P点，依左手定则判断出被加速的粒子为电子，S1接负极，故A正确；2．[回旋加速器]如图所示，回旋加速器由两个D形金属盒组成，盒面与匀强磁场垂直，并接有高频交变电压。中心S处的粒子源产生初速度为零的质子，每次经过窄缝都被加速。已知质子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，D形盒的半径为R。质子每次加速的时间可忽略，加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是(

)答案：C根据A选项分析可知，周期与半径无关，故B错误；3．[速度选择器]如图所示，在两块平行金属板间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场(磁场未画出)。现有两种带电粒子M、N分别以同样的速度v从左端沿两板间的中线射入，都能沿直线从右端射出，不计粒子重力。以下说法正确的是(

)A．带电粒子M、N的电性一定相同B．带电粒子M、N的电量一定相同C．撤去电场仅保留磁场，M、N做圆周运动的半径一定相等D．撤去磁场仅保留电场，M、N若能通过场区，则通过场区的时间相等答案：D

4．[磁流体发电机]我国科研人员采用全新发电方式——“爆炸发电”，以满足高耗能武器的连续发射需求。其原理如图所示，爆炸将惰性气体转化为高速等离子体，射入磁流体动力学发生器，发生器的前后有两强磁极N和S，使得上下两金属电极之间产生足够高电压，下列说法正确的是(

)A．上极板电势比下极板电势低B．仅使L增大，两金属电极间的电动势会变大C．仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大D．仅使b增大，两金属电极间的电动势会变大答案：C解析：根据题意，由左手定则可知，正离子受到向上的洛伦兹力向上偏转，负离子受向下的洛伦兹力向下偏转，则上极板电势比下极板电势高，故A错误；5．[电磁流量计](多选)安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量，流量为单位时间内流过管道横截面的流体的体积。如图为流量计的示意图，左、右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，所在空间有垂直于前、后表面且磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得排污流量为Q。污水流过管道时受到的阻力大小f＝kLv2，k是比例系数，L为管道长度，v为污水的流速，则(

)答案：CD

解析：污水经流量计时，污水中的正负离子受到洛伦兹力作用，由左手定则，可知正离子向上极板M聚集，负离子向下极板N聚集，则有M极板电势高，N极板电势低，A错误；由上式可知，排污流量Q与污水中离子浓度无关，C正确；6．[霍尔元件]霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用。如图所示，为霍尔元件的工作原理图，长方体元件处于方向垂直于上下表面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当在元件的左右侧面加上电压U形成电流时，在元件的前后表面间会出现电势差，常称为霍尔电压UH。已知元件中的载流子为电子，元件长为a，宽也为a，高为h，元件的电阻率为ρ，若仅改变某一物理量，下列关于霍尔电压UH的说法正确的是(

)A．ρ越大，霍尔电压UH越大

B．a越大，霍尔