微專題11磁場(chǎng)與現(xiàn)代科技

微專題11磁場(chǎng)與現(xiàn)代科技一、選擇題1.(2022·贛榆中學(xué))如圖所示，一束電荷量相同的帶電粒子以一定的初速度沿直線通過(guò)由相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)(左側(cè)極板帶正電，右側(cè)極板帶負(fù)電)組成的速度選擇器，然后粒子通過(guò)平板S上的狹縫P進(jìn)入另一勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在A1、A2上．下列說(shuō)法中正確的是()A.粒子帶負(fù)電B.速度選擇器中磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶顲.所有打在A1A2上的粒子，在勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相同D.粒子打在A1A2上的位置越遠(yuǎn)，粒子的質(zhì)量越大2.某回旋加速器的工作原理如圖所示：真空容器“D”形盒放在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．兩盒間狹縫間距很小，粒子從粒子源A處(“D”形盒圓心)進(jìn)入加速電場(chǎng)(初速度近似為零)．“D”形盒半徑為R，粒子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，加速器接電壓為U的高頻交流電源．若相對(duì)論效應(yīng)、粒子所受重力和帶電粒子穿過(guò)狹縫的時(shí)間均不考慮．下列說(shuō)法中正確的是()A.交流電源的頻率可以任意調(diào)節(jié)不受其他條件的限制B.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能增大C.增大電壓U，粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能增大D.增大U或B，粒子在“D”形盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t都減少3.速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.該束帶電粒子帶負(fù)電B.速度選擇器的P1極板帶正電C.能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于eq\f(E,B1)D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S0，粒子的比荷越大4.回旋加速器的廣泛應(yīng)用有力推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．其工作原理圖如圖所示，置于真空中的“D”形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)狹縫的時(shí)間可忽略不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m，電荷量為＋q，在加速器中被加速．設(shè)＋q粒子初速度為零，高頻交流電壓為U，加速過(guò)程中不考慮重力作用和相對(duì)論效應(yīng)．則()A.增大加速電壓U，粒子獲得的最大動(dòng)能Ek增加B.增大加速電壓U，粒子達(dá)到最大動(dòng)能Ek所用時(shí)間將減少C.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，要使該粒子仍能正常加速，必須增大交流電源的周期D.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，并使粒子能正常加速，粒子獲得的最大動(dòng)能Ek不變5.(2022·蘇州中學(xué))筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件．當(dāng)顯示屏開(kāi)啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)．如圖所示，一塊寬為a、長(zhǎng)為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為v.當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅，則元件的()A.前表面的電勢(shì)比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無(wú)關(guān)C.前、后表面間的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為eq\f(eU,a)6.(2023·泰興中學(xué))醫(yī)用回旋加速器的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，如圖所示，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連．現(xiàn)分別加速氘核(eq\o\al(2,1)H)和氦核(eq\o\al(4,2)He)并通過(guò)線束引出加速器．下列說(shuō)法中正確的是()A.加速兩種粒子的高頻電源的頻率不同B.兩種粒子獲得的最大動(dòng)能相同C.兩種粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)的周期相同D.增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動(dòng)能7.(2022·連云港調(diào)研二)利用霍爾元件可以制作位移傳感器．如圖甲所示，將霍爾元件置于兩塊磁性強(qiáng)弱相同、同名磁極相對(duì)放置的磁體間隙中，以中間位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖乙所示空間坐標(biāo)系．當(dāng)物體沿x軸方向移動(dòng)時(shí)，霍爾元件將產(chǎn)生不同的霍爾電壓U.已知在小范圍內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與x成正比，電流I沿＋z方向且保持不變．下列說(shuō)法中正確的是()甲乙A.電流I越小，霍爾電壓U越大B.位移傳感器無(wú)法確定位移的方向C.位移傳感器的刻度線是均勻的D.當(dāng)霍爾元件處于x>0的位置時(shí)，上表面電勢(shì)高8.(2022·常州5月模擬)如圖所示，電荷量相等的兩種離子氖20和氖22從容器A下方的狹縫S1飄入(初速度為零)電場(chǎng)區(qū)，經(jīng)電場(chǎng)加速后通過(guò)狹縫S2、S3垂直于磁場(chǎng)邊界MN射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，離子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后發(fā)生分離，最終到達(dá)照相底片D上．不考慮離子間的相互作用，則()A.電場(chǎng)力對(duì)每個(gè)氖20和氖22做的功不等B.氖22進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度較大C.氖22在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑較小D.若加速電壓發(fā)生波動(dòng)，兩種離子打在照相底片上的位置可能重疊二、非選擇題9.有一種質(zhì)譜儀由靜電分析器和磁分析器組成，其簡(jiǎn)化原理如圖所示．靜電分析器在坐標(biāo)系的第Ⅱ象限內(nèi)，通道內(nèi)有一個(gè)圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)的eq\f(1,4)圓環(huán)狀的均勻輻向電場(chǎng)，虛線為外徑和內(nèi)徑間通道的中心線，在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向均指向O點(diǎn)，中心線MN圓弧半徑為R.磁分析器在坐標(biāo)系的第Ⅰ象限內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，y軸為兩個(gè)分析器的邊界，兩者間距近似為零．離子源飄出比荷(電荷量與質(zhì)量之比)為k0的正離子束(設(shè)初速度為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，沿中心線MN做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從N點(diǎn)垂直y軸射出后射入磁分析器中，最后正好垂直打在放置于磁分析器下邊界(x軸)的探測(cè)板上．不計(jì)