2024-2025學(xué)年高二物理舉一反三系列1.4質(zhì)譜儀和回旋加速器（（含答案））

2024-2025學(xué)年高二物理舉一反三系列1.4質(zhì)譜儀和回旋加速器（（含答案））1.4質(zhì)譜儀和回旋加速器原卷版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【質(zhì)譜儀知識(shí)點(diǎn)梳理】 1二、【回旋加速器知識(shí)點(diǎn)梳理】 9【質(zhì)譜儀知識(shí)點(diǎn)梳理】1.構(gòu)造：如圖，由粒子源、加速電場(chǎng)、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片構(gòu)成2.原理：粒子由靜止在加速電場(chǎng)中被加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式qU=12mv2.粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvB=mv2【質(zhì)譜儀舉一反三練習(xí)】1．質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，現(xiàn)利用質(zhì)譜儀對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量。讓氫的三種同位素的離子流從容器A下方的小孔S無(wú)初速度進(jìn)入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，氫的三種同位素分別為氕（即為質(zhì)子）、氘（質(zhì)量約為質(zhì)子的2倍，電荷量與質(zhì)子相同）、氚（質(zhì)量約為質(zhì)子的3倍，電荷量與質(zhì)子相同），最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”。則下列判斷正確的是（

）

A．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從小到大排列的順序是氕、氘、氚B．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)能從大到小排列的順序是氕、氘、氚C．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間由小到大排列的順序是氕、氘、氚D．a(chǎn)、b、c三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚2．如圖所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。質(zhì)量為m帶電量為q粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片。平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。求：（1）粒子在速度選擇器中能沿直線運(yùn)動(dòng)的速度大小？（2）加速電場(chǎng)的電壓U0是多少？（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為？

3．某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，為粒子加速器，加速電壓為；為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，兩板間距離為d；為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。今有一質(zhì)量為、電荷量為的正粒子（不計(jì)重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求：（1）粒子的速度為多少？（2）速度選擇器兩板間電壓為多少？（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為多大？

4．（多選）如圖所示，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶等量的同種電荷，質(zhì)量不等，ma=mb<mc＝md，以不等的速度va<vb=vc<vd進(jìn)入速度選擇器后，有兩種離子從速度選擇器中射出，進(jìn)入B2磁場(chǎng)，由此可判定（）

A．射到A1的是a離子B．射到A1的是b離子C．射到A2的是c離子D．射到A2的是d離子5．（多選）如圖所示，含有、、的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器，沿直線O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子在小孔O2處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在P1、P2兩點(diǎn)，則（）

A．打在P1點(diǎn)的粒子是B．打在P2點(diǎn)的粒子是和C．O2P2的長(zhǎng)度是O2P1長(zhǎng)度的2倍D．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等6．（多選）如圖所示為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)圖，該質(zhì)譜儀由兩部分組成，速度選擇器與偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，已知速度選擇器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，熒光屏下方磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，三種電荷量均為q、質(zhì)量不同的粒子沿豎直方向經(jīng)速度選擇器由熒光屏上的狹縫O進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終粒子分別打在熒光屏上的、、位置處，相對(duì)應(yīng)的三種粒子的質(zhì)量分別為、、（三種粒子的質(zhì)量均未知），忽略粒子的重力以及粒子間的相互作用，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．如果M板帶正電，則速度選擇器中磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B．打在位置的粒子速度最大C．打在位置的粒子質(zhì)量最大D．如果，則7．（多選）如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（）

A．加速電場(chǎng)的電壓B．極板M比極板N電勢(shì)高C．直徑D．若一群離子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子有相同的質(zhì)量【回旋加速器知識(shí)點(diǎn)梳理】1.構(gòu)造：如圖D1、D2是半圓形金屬盒，2.原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速，經(jīng)磁場(chǎng)回旋，由qvB=mv2可見(jiàn)粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒半徑r決定，與加速電壓無(wú)關(guān)【回旋加速器舉一反三練習(xí)】8．回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒。兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使帶電粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速。兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。在保持勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電壓不變的情況下，用同一裝置分別對(duì)質(zhì)子（）和氦核（）加速，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為B．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為C．加速質(zhì)子、氦核時(shí)交變電壓的周期之比為D．加速質(zhì)子、氦核時(shí)交變電壓的周期之比為9．如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個(gè)靠得很近的形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)子從加速器的A處開(kāi)始加速。已知型盒的半徑為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，高頻交變電源的電壓為、頻率為，質(zhì)子質(zhì)量為，電荷量為。下列說(shuō)法不正確的是（

）

A．質(zhì)子的最大速度不超過(guò)B．質(zhì)子的最大動(dòng)能為C．高頻交變電源的頻率D．質(zhì)子的最大動(dòng)能與高頻交變電源的電壓有關(guān)，且隨電壓增大而增加10．我國(guó)建造的第一臺(tái)回旋加速器存放于中國(guó)原子能科學(xué)研究院，回旋加速器是將半徑為R的兩個(gè)D形盒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒間的狹縫很小，兩盒間接電壓為U的高頻交流電源。電荷量為q的帶電粒子從粒子源A處進(jìn)入加速電場(chǎng)（初速度為零），若不考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及粒子質(zhì)量的變化，不考慮粒子所受重力，下列說(shuō)法正確的是（）A．增大狹縫間的電壓U，粒子在D形盒內(nèi)獲得的最大速度會(huì)增大B．由于粒子速度被逐漸加大，極板所加的交流電周期要相應(yīng)減小C．若僅將粒子的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)一半，則交流電源頻率應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的一半D．粒子第一次與第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為11．質(zhì)子治療，被稱(chēng)為癌癥放療技術(shù)中的“溫柔一刀”。中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制成功世界上最緊湊型超導(dǎo)回旋質(zhì)子治療系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)200MeV穩(wěn)定質(zhì)子束流從治療室引出（質(zhì)子出射時(shí)的動(dòng)能為200MeV）；加速器直徑縮小25%，僅為2.2米。已知質(zhì)子比荷約為1×108C/kg，如果加速器加速電壓為正弦交流電，在穩(wěn)定輸出200MeV質(zhì)子流時(shí)，回旋加速器所處勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和加速使用的正弦交流電的頻率f分別約為（）A．B=0.9T

f=2.9×107Hz B．B=1.8T

f=2.9×107HzC．B=3.6T

f=3.2×105Hz D．B=1.8T

f=3.2×105Hz12．如圖所示，回旋加速器D形盒的最大半徑為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)D形盒面，兩D形盒的間隙為d。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子每經(jīng)過(guò)間隙時(shí)都被加速，加速電壓大小為U。粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)多次加速，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)，粒子從D形盒的邊緣處引出。求：（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)n；（3）粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。（不計(jì)在電場(chǎng)中的加速時(shí)間）

13．回旋加速器的示意圖如圖所示。它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成，兩個(gè)D形盒正中間開(kāi)有一條狹縫；兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接在高頻交變電源上。在盒中心A處有粒子源，它產(chǎn)生并發(fā)出帶電粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入盒中。在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后，垂直通過(guò)狹縫，再經(jīng)狹縫電壓加速；為保證粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致。如此周而復(fù)始，速度越來(lái)越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來(lái)越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知某粒子所帶電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過(guò)狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)。設(shè)該粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度為零，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力，忽略相對(duì)論效應(yīng)，求：（1）交變電壓的周期T；（2）粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能；（3）粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

14．（多選）圖甲是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連。帶電粒子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速率v隨時(shí)間t變化如圖乙，已知乙tn時(shí)刻粒子恰射出回旋加速器，不考慮相對(duì)論效應(yīng)、粒子所受的重力和穿過(guò)狹縫的時(shí)間，下列判斷正確的是（）A．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-1B．C．粒子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)為D．在粒子的質(zhì)量m、電荷量q、磁感應(yīng)強(qiáng)度B及D形金屬盒的半徑r不變的情況下，粒子的加速次數(shù)越多，粒子的最大動(dòng)能一定越大15．（多選）回旋加速器原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)狹縫的時(shí)間可忽略；磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，交流電源的頻率為，加速電壓為。若處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為、電荷量為，下列說(shuō)法正確的是（）

A．若只增大交流電壓，則質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能不變B．質(zhì)子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨回旋半徑的增大而增大C．若只增大形金屬盒的半徑，則質(zhì)子離開(kāi)加速器的時(shí)間變長(zhǎng)D．若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則交流電頻率必須適當(dāng)減小，加速器才能正常工作16．如圖甲所示回旋加速器的兩個(gè)“D”型盒的半徑為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，現(xiàn)在兩“D”型盒間接入峰值為U0的交變電壓，電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，將粒子源置于盒的圓心處，粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的氘核（），在t=0時(shí)刻進(jìn)入“D”型盒的間隙，已知粒子的初速度不計(jì)，穿過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間忽略不計(jì)，不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用，下列說(shuō)法正確的是（）A．若交變電壓U0變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則氘核出D型盒的速度也變成2倍B．若交變電壓的周期取，加速器也能正常工作C．氘核離開(kāi)回旋加速器的最大動(dòng)能為D．不需要改變?nèi)魏螚l件，該裝置也可以加速α粒子（）

1.4質(zhì)譜儀和回旋加速器解析版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【質(zhì)譜儀知識(shí)點(diǎn)梳理】 1二、【回旋加速器知識(shí)點(diǎn)梳理】 9【質(zhì)譜儀知識(shí)點(diǎn)梳理】1.構(gòu)造：如圖，由粒子源、加速電場(chǎng)、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片構(gòu)成2.原理：粒子由靜止在加速電場(chǎng)中被加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式qU=12mv2.粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvB=mv2【質(zhì)譜儀舉一反三練習(xí)】1．質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，現(xiàn)利用質(zhì)譜儀對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量。讓氫的三種同位素的離子流從容器A下方的小孔S無(wú)初速度進(jìn)入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，氫的三種同位素分別為氕（即為質(zhì)子）、氘（質(zhì)量約為質(zhì)子的2倍，電荷量與質(zhì)子相同）、氚（質(zhì)量約為質(zhì)子的3倍，電荷量與質(zhì)子相同），最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”。則下列判斷正確的是（

）

A．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從小到大排列的順序是氕、氘、氚B．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)能從大到小排列的順序是氕、氘、氚C．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間由小到大排列的順序是氕、氘、氚D．a(chǎn)、b、c三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚【答案】C【詳解】A．根據(jù)動(dòng)能定理可得可得值的從大到小排列順序?yàn)殡?、氘、氚，故進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚，故A錯(cuò)誤；B．由知進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)三種粒子的動(dòng)能相等，故B錯(cuò)誤；C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為值的從小到大排列順序?yàn)殡?、氘、氚，故在磁?chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間由小到大排列的順序是氕、氘、氚，故C正確；D．打在照相底片D上位置與磁場(chǎng)入射點(diǎn)的距離為值從大到小排列順序?yàn)殡啊㈦?、氕，所以打在最遠(yuǎn)處為氚，其次為氘。a、b、c三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氚、氘、氕。故D錯(cuò)誤。故選C。2．如圖所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。質(zhì)量為m帶電量為q粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片。平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。求：（1）粒子在速度選擇器中能沿直線運(yùn)動(dòng)的速度大?。浚?）加速電場(chǎng)的電壓U0是多少？（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為？

【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）通過(guò)速度選擇器時(shí)，受到電場(chǎng)力和洛倫茲力，直線通過(guò)，有qE=qvB解得（2）根據(jù)動(dòng)能定理，有解得（3）根據(jù)洛倫茲力提供向心力聯(lián)立解得3．某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，為粒子加速器，加速電壓為；為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，兩板間距離為d；為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。今有一質(zhì)量為、電荷量為的正粒子（不計(jì)重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求：（1）粒子的速度為多少？（2）速度選擇器兩板間電壓為多少？（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為多大？

【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）粒子在A加速器中做加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得解得，粒子的速度為（2）粒子在B速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由受力平衡條件得解得，速度選擇器兩板間電壓為（3）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力可得，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為4．（多選）如圖所示，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶等量的同種電荷，質(zhì)量不等，ma=mb<mc＝md，以不等的速度va<vb=vc<vd進(jìn)入速度選擇器后，有兩種離子從速度選擇器中射出，進(jìn)入B2磁場(chǎng)，由此可判定（）

A．射到A1的是a離子B．射到A1的是b離子C．射到A2的是c離子D．射到A2的是d離子【答案】BC【詳解】根據(jù)可知只有以v＝的速度進(jìn)入速度選擇器的離子才能勻速通過(guò)選擇器，由此可知只有的粒子能通過(guò)速度選擇器，故通過(guò)速度選擇器進(jìn)入B2磁場(chǎng)的離子是b、c，而由于，由可得r＝可知質(zhì)量大的離子軌道半徑大，故射到A1的是b離子，到A2的是c離子。故選BC。5．（多選）如圖所示，含有、、的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器，沿直線O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子在小孔O2處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在P1、P2兩點(diǎn)，則（）

A．打在P1點(diǎn)的粒子是B．打在P2點(diǎn)的粒子是和C．O2P2的長(zhǎng)度是O2P1長(zhǎng)度的2倍D．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等【答案】BC【詳解】AB．沿直線O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子滿足即速度為在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中洛倫茲力作為向心力，可得聯(lián)立可得和比荷相等且較小，故半徑較大，打在P2點(diǎn)，比荷較大，故半徑較小，打在P1點(diǎn)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．由AB的解析可知，和的比荷是的比荷的，故半徑是其2倍，即O2P2的長(zhǎng)度是O2P1長(zhǎng)度的2倍，選項(xiàng)C正確；D．在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的周期為運(yùn)動(dòng)時(shí)間為故粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不會(huì)都相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。6．（多選）如圖所示為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)圖，該質(zhì)譜儀由兩部分組成，速度選擇器與偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，已知速度選擇器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，熒光屏下方磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，三種電荷量均為q、質(zhì)量不同的粒子沿豎直方向經(jīng)速度選擇器由熒光屏上的狹縫O進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終粒子分別打在熒光屏上的、、位置處，相對(duì)應(yīng)的三種粒子的質(zhì)量分別為、、（三種粒子的質(zhì)量均未知），忽略粒子的重力以及粒子間的相互作用，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．如果M板帶正電，則速度選擇器中磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B．打在位置的粒子速度最大C．打在位置的粒子質(zhì)量最大D．如果，則【答案】AD【詳解】A．根據(jù)粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，由左手定則知三種粒子均帶正電，如果速度選擇器的板帶正電，則粒子在速度選擇器中的電場(chǎng)力方向向右，所以粒子在速度選擇器中所受的洛倫茲力向左，由左手定則可知速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，選項(xiàng)A正確；B．三種粒子在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以受平衡力的作用，則解得所以三種粒子的速度相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．粒子在熒光屏下方的磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力解得三種粒子的電荷量、速度均相等，半徑與質(zhì)量成正比，故打在位置的粒子質(zhì)量最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由于則解得選項(xiàng)D正確。故選AD。7．（多選）如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（）

A．加速電場(chǎng)的電壓B．極板M比極板N電勢(shì)高C．直徑D．若一群離子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子有相同的質(zhì)量【答案】AB【詳解】A．在加速電場(chǎng)中根據(jù)動(dòng)能定理有在靜電分析器中電場(chǎng)力提供向心力可得加速電場(chǎng)的電壓故A正確；B．在靜電分析器中粒子所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同，故粒子帶正電，粒子在加速電場(chǎng)中加速，加速電場(chǎng)方向水平向右，故極板M比極板N電勢(shì)高，故B正確；C．磁分析器中洛倫茲力提供向心力直徑為故C錯(cuò)誤；D．若一群離子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子有相同的比荷，故D錯(cuò)誤。故選AB?！净匦铀倨髦R(shí)點(diǎn)梳理】1.構(gòu)造：如圖D1、D2是半圓形金屬盒，2.原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速，經(jīng)磁場(chǎng)回旋，由qvB=mv2可見(jiàn)粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒半徑r決定，與加速電壓無(wú)關(guān)【回旋加速器舉一反三練習(xí)】8．回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒。兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使帶電粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速。兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。在保持勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電壓不變的情況下，用同一裝置分別對(duì)質(zhì)子（）和氦核（）加速，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為B．質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為C．加速質(zhì)子、氦核時(shí)交變電壓的周期之比為D．加速質(zhì)子、氦核時(shí)交變電壓的周期之比為【答案】B【詳解】AB．當(dāng)帶電粒子從D形盒中射出時(shí)速度最大，最大半徑即D形盒半徑，故質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大半徑比為，根據(jù)得則質(zhì)子與氦核所能達(dá)到的最大速度之比為，故B正確，A錯(cuò)誤；CD．根據(jù)可得加速質(zhì)子、氦核時(shí)交變電壓的周期之比為，故CD錯(cuò)誤。故選B。9．如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個(gè)靠得很近的形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)子從加速器的A處開(kāi)始加速。已知型盒的半徑為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，高頻交變電源的電壓為、頻率為，質(zhì)子質(zhì)量為，電荷量為。下列說(shuō)法不正確的是（

）

A．質(zhì)子的最大速度不超過(guò)B．質(zhì)子的最大動(dòng)能為C．高頻交變電源的頻率D．質(zhì)子的最大動(dòng)能與高頻交變電源的電壓有關(guān)，且隨電壓增大而增加【答案】D【詳解】AB．據(jù)洛倫茲力作為向心力可得解得當(dāng)質(zhì)子的軌道半徑為R時(shí)，質(zhì)子達(dá)到最大速度，為故質(zhì)子的最大速度不超過(guò)，質(zhì)子的最大動(dòng)能為AB正確，不符合題意；C．高頻交變電源的頻率與質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的頻率相等，為C正確，不符合題意；D．由AB解析可知，質(zhì)子的最大動(dòng)能與高頻交變電源的電壓無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。10．我國(guó)建造的第一臺(tái)回旋加速器存放于中國(guó)原子能科學(xué)研究院，回旋加速器是將半徑為R的兩個(gè)D形盒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒間的狹縫很小，兩盒間接電壓為U的高頻交流電源。電荷量為q的帶電粒子從粒子源A處進(jìn)入加速電場(chǎng)（初速度為零），若不考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及粒子質(zhì)量的變化，不考慮粒子所受重力，下列說(shuō)法正確的是（）A．增大狹縫間的電壓U，粒子在D形盒內(nèi)獲得的最大速度會(huì)增大B．由于粒子速度被逐漸加大，極板所加的交流電周期要相應(yīng)減小C．若僅將粒子的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)一半，則交流電源頻率應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的一半D．粒子第一次與第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為【答案】C【詳解】A．當(dāng)粒子從D形盒中出來(lái)時(shí)速度最大，根據(jù)得可知增大狹縫間的電壓U，粒子在D形盒內(nèi)獲得的最大速度不變，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不會(huì)隨著速度的增大而增大，所以極板所加的交流電周期不變，B錯(cuò)誤；C．若僅將粒子的電荷量變?yōu)?，根?jù)可得離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電源的周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)可知電源的頻率變?yōu)樵瓉?lái)倍，C正確；D．根據(jù)動(dòng)能定理第二次被加速又聯(lián)立可得半徑之比為D錯(cuò)誤。故選C。11．質(zhì)子治療，被稱(chēng)為癌癥放療技術(shù)中的“溫柔一刀”。中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制成功世界上最緊湊型超導(dǎo)回旋質(zhì)子治療系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)200MeV穩(wěn)定質(zhì)子束流從治療室引出（質(zhì)子出射時(shí)的動(dòng)能為200MeV）；加速器直徑縮小25%，僅為2.2米。已知質(zhì)子比荷約為1×108C/kg，如果加速器加速電壓為正弦交流電，在穩(wěn)定輸出200MeV質(zhì)子流時(shí)，回旋加速器所處勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和加速使用的正弦交流電的頻率f分別約為（）A．B=0.9T

f=2.9×107Hz B．B=1.8T

f=2.9×107HzC．B=3.6T

f=3.2×105Hz D．B=1.8T

f=3.2×105Hz【答案】B【詳解】回旋加速器的工作條件是交變電場(chǎng)的周期（或頻率）與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期（或頻率）相同，而粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期當(dāng)質(zhì)子的軌跡半徑增加到D形盒的半徑時(shí)，速度最大，最大速度最大動(dòng)能其中質(zhì)子電荷量為e，計(jì)算得，f=2.9×107Hz故選B。12．如圖所示，回旋加速器D形盒的最大半徑為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)D形盒面，兩D形盒的間隙為d。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子每經(jīng)過(guò)間隙時(shí)都被加速，加速電壓大小為U。粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)多次加速，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)，粒子從D形盒的邊緣處引出。求：（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)n；（3）粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。（不計(jì)在電場(chǎng)中的加速時(shí)間）

【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)題意可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有解得（2）帶電粒子每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電子加速兩次，故由動(dòng)能定理得解得（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間13．回旋加速器的示意圖如圖所示。它由兩個(gè)鋁制D型金屬扁盒組成，兩個(gè)D形盒正中間開(kāi)有一條狹縫；兩個(gè)D型盒處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并接在高頻交變電源上。在盒中心A處有粒子源，它產(chǎn)生并發(fā)出帶電粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入盒中。在磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后，垂直通過(guò)狹縫，再經(jīng)狹縫電壓加速；為保證粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期一致。如此周而復(fù)始，速度越來(lái)越大，運(yùn)動(dòng)半徑也越來(lái)越大，最后到達(dá)D型盒的邊緣，以最大速度被導(dǎo)出。已知某粒子所帶電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時(shí)電極間電壓大小恒為U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，D型盒的半徑為R，設(shè)狹縫很窄，粒子通過(guò)狹縫的時(shí)間可以忽略不計(jì)。設(shè)該粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度為零，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力，忽略相對(duì)論效應(yīng)，求：（1）交變電壓的周期T；（2）粒子被加速后獲得的最大動(dòng)能；（3）粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。

【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）設(shè)交變電壓的周期為T(mén)，為保證粒子每次經(jīng)過(guò)狹縫都被加速，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間應(yīng)等于交變電壓的周期（在狹縫的時(shí)間極短忽略不計(jì)），則聯(lián)立以上兩式，解得交變電壓的周期為（2）粒子在D形盒內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑達(dá)到最大時(shí)被引出，具有最大動(dòng)能。設(shè)此時(shí)的速度為v，有解得設(shè)粒子的最大動(dòng)能為，則（3）質(zhì)子完成一次圓周運(yùn)動(dòng)被電場(chǎng)加速2次，由動(dòng)能定理得經(jīng)過(guò)的周期個(gè)數(shù)為n，則有質(zhì)子在D型盒磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間聯(lián)立解得質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為14．（多選）圖甲是回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連。帶電粒子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速率v隨時(shí)間t變化如圖乙，已知乙tn時(shí)刻粒子恰射出回旋加速器，不考慮相對(duì)論效應(yīng)、粒子所受的重力和穿過(guò)狹縫的時(shí)間，下列判斷正確的是（）A．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-1B．C．粒子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)為D．在粒子的質(zhì)量m、電荷量q、磁感應(yīng)強(qiáng)度B及D形金屬盒的半徑r不變的情況下，粒子的加速次數(shù)越多，粒子的最大動(dòng)能一定越大【答案】BC【詳解】A．帶電粒子在回旋加速器中每運(yùn)行一周電場(chǎng)加速兩次，高頻電源的變化周期應(yīng)該等于2（tn-tn-1），A錯(cuò)誤；B．根據(jù)動(dòng)能定理得解得B正確；C．粒子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)為解得C正確；D．粒子的最大動(dòng)能為根據(jù)牛頓第二定律得解得在粒子的質(zhì)量m、電荷量q、磁感應(yīng)強(qiáng)度B及D形金屬盒的半徑r不變的情況下，粒子的最大動(dòng)能不變，D錯(cuò)誤。故選BC。15．（多選）回旋加速器原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)狹縫的時(shí)間可忽略；磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，交流電源的頻率為，加速電壓為。若處粒子源產(chǎn)生質(zhì)子的質(zhì)量為、電荷量為，下列說(shuō)法正確的是（）

A．若只增大交流電壓，則質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能不變B．質(zhì)子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨回旋半徑的增大而增大C．若只增大形金屬盒的半徑，則質(zhì)子離開(kāi)加速器的時(shí)間變長(zhǎng)D．若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則交流電頻率必須適當(dāng)減小，加速器才能正常工作【答案】AC【詳解】A．質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有質(zhì)子動(dòng)能聯(lián)立可得可知最大動(dòng)能與磁感應(yīng)強(qiáng)度和D形盒半徑有關(guān)，與交流電壓無(wú)關(guān)，故A正確；B．質(zhì)子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期可知周期與回旋半徑無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．質(zhì)子的加速次數(shù)加速時(shí)間可知若只增大D形金屬盒的半徑，則質(zhì)子離開(kāi)加速器的時(shí)間變長(zhǎng)，故C正確；D．質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率與加速電場(chǎng)的頻率相同，則有若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則交流電頻率必須適當(dāng)增加，加速器才能正常工作，故D錯(cuò)誤。故選AC。16．如圖甲所示回旋加速器的兩個(gè)“D”型盒的半徑為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，現(xiàn)在兩“D”型盒間接入峰值為U0的交變電壓，電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，將粒子源置于盒的圓心處，粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的氘核（），在t=0時(shí)刻進(jìn)入“D”型盒的間隙，已知粒子的初速度不計(jì)，穿過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間忽略不計(jì)，不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用，下列說(shuō)法正確的是（）A．若交變電壓U0變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則氘核出D型盒的速度也變成2倍B．若交變電壓的周期取，加速器也能正常工作C．氘核離開(kāi)回旋加速器的最大動(dòng)能為D．不需要改變?nèi)魏螚l件，該裝置也可以加速α粒子（）【答案】D【詳解】A．設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的次數(shù)為k粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的之間解得當(dāng)U0變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的，A錯(cuò)誤；BD．根據(jù)解得加速電場(chǎng)中交變電壓的周期應(yīng)與圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，又因?yàn)榕c氘核的比荷相同，因此不需要改變?nèi)魏螚l件，該裝置也可以加速α粒子，B錯(cuò)誤，D正確；C．氘核恰好離開(kāi)時(shí)動(dòng)能最大，由牛頓第二定律得動(dòng)能為C錯(cuò)誤。故選D。

安培力和洛倫茲力本章測(cè)試A原卷版一、單選題1．下列說(shuō)法中正確的是（）A．由可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與一小段通電直導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力成正比B．一小段通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向就是磁場(chǎng)方向C．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力，該導(dǎo)線可能與磁感線平行2．如圖所示，四根通有大小相等且為恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)xoy平面，1、2、3、4直導(dǎo)線與xoy平面的交點(diǎn)成邊長(zhǎng)為2a的正方形且關(guān)于x軸和y軸對(duì)稱(chēng)，各導(dǎo)線中電流方向已標(biāo)出，已知通電無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與到直導(dǎo)線距離成反比，設(shè)1導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，下列說(shuō)法正確的是（）A．4根直導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0B．直導(dǎo)線1、2之間的相互作用力為吸引力C．直導(dǎo)線1、2在O點(diǎn)的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0D．直導(dǎo)線2受到直導(dǎo)線1、3、4的作用力合力方向指向O點(diǎn)3．如圖所示，一束混合粒子流從一發(fā)射源射進(jìn)磁場(chǎng)，分離為1、2、3三束粒子流，則下列選項(xiàng)正確的是（）

A．1帶負(fù)電 B．2不帶電 C．3帶正電 D．條件不足4．如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O?，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x軸正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為θ。下列說(shuō)法正確的是（）

A．磁場(chǎng)方向可能沿z軸正方向B．磁場(chǎng)方向可能沿y軸正方向C．磁場(chǎng)方向可能沿懸線向上方向D．磁場(chǎng)方向可能沿垂直懸線向上方向5．如圖表示，在磁感強(qiáng)度為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒在豎直面內(nèi)垂直磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為。一質(zhì)量為、帶電荷為的圓環(huán)套在棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且。現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑，試問(wèn)圓環(huán)在下滑過(guò)程中圓環(huán)的最大速率為（）A． B．C． D．6．一個(gè)帶電粒子，沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。粒子的一段徑跡如圖所示。徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧。由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的動(dòng)能逐漸減?。◣щ姾闪坎蛔儯膱D中情況可以確定（）A．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶正電 B．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶正電C．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電 D．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電二、多選題7．如圖所示，邊長(zhǎng)為的的正方形區(qū)域中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電粒子從邊的中點(diǎn)點(diǎn)以一定速度垂直于邊射入磁場(chǎng)，僅在洛倫茲力的作用下，正好從邊中點(diǎn)點(diǎn)射出磁場(chǎng)。忽略粒子受到的重力，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．該粒子帶正電B．洛倫茲力對(duì)粒子做正功C．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為D．如果僅使該粒子射入磁場(chǎng)的速度增大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也將變大8．一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，半圓弧bc的半徑為R，ab、cd與直徑bc共線，ab間的距離等于圓的半徑。一束質(zhì)量為m、電荷量為的粒子，在紙面內(nèi)從a點(diǎn)以大小不同的速率垂直于ab射入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力及粒子之間的相互作用，，，下列說(shuō)法正確的是（

）

A．若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)圓心O，則粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率為B．若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)圓心O，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為C．若粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，則粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率為D．若粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為9．磁場(chǎng)中的四種儀器如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的有（）

A．甲中回旋加速器加速帶電粒子的最大速度與回旋加速器的半徑有關(guān)，與加速電壓無(wú)關(guān)B．乙中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場(chǎng)磁場(chǎng)時(shí)擊中照相底片同一位置的粒子比荷相同C．丙中自由電荷為負(fù)電荷的霍爾元件通上如圖所示電流和加上如圖所示磁場(chǎng)時(shí)，M側(cè)帶負(fù)電荷D．丁中的電磁流量計(jì)加上如圖所示磁場(chǎng)，則N側(cè)電勢(shì)高，離子的流量與a、b無(wú)關(guān)10．為了測(cè)量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在充滿污水的排污管末端安裝了一電磁流量計(jì)，如圖甲所示，流量計(jì)管道和排污管的內(nèi)徑分別為和。電磁流量計(jì)的測(cè)量原理如圖乙所示，在非磁性材料做成的圓管道處加一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)管道中的污水流過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，測(cè)出管壁上下M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差U，就可知道管中污水的流量?，F(xiàn)通過(guò)流量計(jì)測(cè)得的該廠的排污流量為，已知該流量計(jì)能夠測(cè)量的流經(jīng)其內(nèi)部的液體的最大速度為。則（）A．M點(diǎn)的電勢(shì)一定低于N點(diǎn)的電勢(shì) B．該廠排污管內(nèi)污水的速度約為C．電勢(shì)差U與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值約為 D．該電磁流量計(jì)能夠測(cè)量的最大流量約為三、實(shí)驗(yàn)題11．磁體和電流之間、磁體和運(yùn)動(dòng)電荷之間、電流和電流之間都可通過(guò)磁場(chǎng)而相互作用，此現(xiàn)象可通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)證明：（1）如圖（a）所示，在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使實(shí)驗(yàn)方便效果明顯，通電導(dǎo)線應(yīng)平行于南北方向，位于小磁針上方，此時(shí)從上向下看，小磁針的旋轉(zhuǎn)方向是（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）。（2）如圖（b）所示是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線，要使熒光屏上的亮線向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是。（填選項(xiàng)代號(hào)）A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向（3）如圖（c）所示，兩條平行直導(dǎo)線，當(dāng)通以相同方向的電流時(shí)，它們相互（填“排斥”或“吸引”），當(dāng)通以相反方向的電流時(shí)，它們相互（填“排斥”或“吸引”）。12．霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一、如圖所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，在M、N間出現(xiàn)電壓UH，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，UH稱(chēng)為霍爾電壓，且滿足，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)。某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。

（1）若該半導(dǎo)體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導(dǎo)電，電流與磁場(chǎng)方向如上圖所示，該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí)，應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與（選填“M”或“N”）端通過(guò)導(dǎo)線相連。（2）已知薄片厚度，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，改變電流I的大小，測(cè)量相應(yīng)的UH值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。3.06.09.012.015.018.01.11.93.44.56.26.8根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫(huà)出圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為×10-3V·m·A-1·T-1.（保留兩位有效數(shù)字）

四、解答題13．一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的點(diǎn)以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。（2）射出點(diǎn)的坐標(biāo)。

14．如圖所示的狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域的左、右兩邊界均沿豎直方向，磁場(chǎng)左、右兩邊界之間的距離為d，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，某一質(zhì)量為m，電荷量q的帶負(fù)電粒子從左邊界M點(diǎn)以水平向右的初速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，該粒子從磁場(chǎng)的右邊界N點(diǎn)飛出，飛出時(shí)速度方向與初速度方向的夾角θ=60°，重力不計(jì)。求：（1）該粒子的運(yùn)動(dòng)速率；（2）該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。15．如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy中，x軸上方存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x軸下方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶正電粒子從+y軸上的P點(diǎn)，以初速度與y軸正方向成角射入第一象限，經(jīng)x軸后恰好能通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O。已知粒子經(jīng)過(guò)x軸時(shí)其與x軸正方向也成角，且OP=L不計(jì)粒子重力，，。（1）粒子第一次由電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)的位置的橫坐標(biāo)；（2）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比。

安培力和洛倫茲力本章測(cè)試A解析版一、單選題1．下列說(shuō)法中正確的是（）A．由可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與一小段通電直導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力成正比B．一小段通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向就是磁場(chǎng)方向C．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零D．一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力，該導(dǎo)線可能與磁感線平行【答案】D【詳解】A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是由磁場(chǎng)本身性質(zhì)所決定的，與通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的大小無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力方向與該處磁場(chǎng)方向相互垂直，故B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)通電導(dǎo)線中的電流方向與磁場(chǎng)方向相互平行時(shí)，通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力為零，所以在不知道通電導(dǎo)線的放置方式時(shí)，如果通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力時(shí)，該處的磁場(chǎng)可能為零，也可能導(dǎo)線與該處的磁感線平行，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．如圖所示，四根通有大小相等且為恒定電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)xoy平面，1、2、3、4直導(dǎo)線與xoy平面的交點(diǎn)成邊長(zhǎng)為2a的正方形且關(guān)于x軸和y軸對(duì)稱(chēng)，各導(dǎo)線中電流方向已標(biāo)出，已知通電無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與到直導(dǎo)線距離成反比，設(shè)1導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，下列說(shuō)法正確的是（）A．4根直導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0B．直導(dǎo)線1、2之間的相互作用力為吸引力C．直導(dǎo)線1、2在O點(diǎn)的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B0D．直導(dǎo)線2受到直導(dǎo)線1、3、4的作用力合力方向指向O點(diǎn)【答案】A【詳解】AC．根據(jù)安培定則判斷四根導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向分別為：1導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)镺4方向；3導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)镺2方向；同理，2導(dǎo)線產(chǎn)生的方向?yàn)镺3方向，4導(dǎo)線產(chǎn)生的方向?yàn)镺1方向；則根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行合成可知，四根導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0，直導(dǎo)線1、2在O點(diǎn)的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，故A正確，C錯(cuò)誤。B．直導(dǎo)線1、2電流方向相反，根據(jù)平行通電導(dǎo)線作用規(guī)律，直導(dǎo)線1、2之間的相互作用力為排斥力，故B錯(cuò)誤；D．無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與到直導(dǎo)線距離成反比，即，1導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，則1、3在2的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向分別沿著23和12方向；故1、3在2的磁感應(yīng)強(qiáng)度合成為沿13方向；直導(dǎo)線4在2的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向沿31方向，直導(dǎo)線1、3、4在2處的合磁場(chǎng)為，方向沿13方向，則由左手定則，直導(dǎo)線2受到直導(dǎo)線1、3、4的作用力合力方向沿著42方向，不指向O點(diǎn)，故D錯(cuò)誤；故選A。3．如圖所示，一束混合粒子流從一發(fā)射源射進(jìn)磁場(chǎng)，分離為1、2、3三束粒子流，則下列選項(xiàng)正確的是（）

A．1帶負(fù)電 B．2不帶電 C．3帶正電 D．條件不足【答案】B【詳解】根據(jù)左手定則，帶正電的粒子向左偏，即粒子1帶正電；不偏轉(zhuǎn)說(shuō)明不帶電，即粒子2不帶電；帶負(fù)電的粒子向右偏，即粒子3帶負(fù)電。故選B。4．如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O?，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x軸正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為θ。下列說(shuō)法正確的是（）

A．磁場(chǎng)方向可能沿z軸正方向B．磁場(chǎng)方向可能沿y軸正方向C．磁場(chǎng)方向可能沿懸線向上方向D．磁場(chǎng)方向可能沿垂直懸線向上方向【答案】B【詳解】A．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)z軸正方向，通電導(dǎo)線受安培力沿y軸負(fù)方向，向y軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)沿y軸正方向，通電導(dǎo)線受安培力沿z軸正方向，若重力與安培力平衡，繩子無(wú)拉力，可保持靜止，B正確；C．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)沿懸線向上方向，通電導(dǎo)線受安培力從左向右看方向垂直細(xì)繩和導(dǎo)線向左下，不可能靜止在如圖所示位置，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則，若磁場(chǎng)沿垂直懸線向上方向，通電導(dǎo)線受安培力沿繩向上，不可能靜止在如圖所示位置，D錯(cuò)誤。故選B。5．如圖表示，在磁感強(qiáng)度為的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒在豎直面內(nèi)垂直磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為。一質(zhì)量為、帶電荷為的圓環(huán)套在棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且?，F(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑，試問(wèn)圓環(huán)在下滑過(guò)程中圓環(huán)的最大速率為（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】由于，所以環(huán)將由靜止開(kāi)始沿棒下滑，設(shè)當(dāng)環(huán)A的速度達(dá)到最大值vm時(shí)，環(huán)受桿的彈力為N，方向垂直于桿向下，摩擦力為f=N此時(shí)應(yīng)有a=0，即解得故選C。6．一個(gè)帶電粒子，沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。粒子的一段徑跡如圖所示。徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧。由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的動(dòng)能逐漸減?。◣щ姾闪坎蛔儯膱D中情況可以確定（）A．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶正電 B．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶正電C．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電 D．粒子從到運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電【答案】D【詳解】根據(jù)洛倫茲充當(dāng)向心力有可得根據(jù)題意，由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的動(dòng)能逐漸減?。◣щ姾闪坎蛔儯瑒t可知粒子的軌道半徑逐漸減小，因此粒子從運(yùn)動(dòng)到，結(jié)合根據(jù)左手定則可知，粒子帶負(fù)電。故選D。二、多選題7．如圖所示，邊長(zhǎng)為的的正方形區(qū)域中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電粒子從邊的中點(diǎn)點(diǎn)以一定速度垂直于邊射入磁場(chǎng)，僅在洛倫茲力的作用下，正好從邊中點(diǎn)點(diǎn)射出磁場(chǎng)。忽略粒子受到的重力，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．該粒子帶正電B．洛倫茲力對(duì)粒子做正功C．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為D．如果僅使該粒子射入磁場(chǎng)的速度增大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也將變大【答案】AD【詳解】A．粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度向右，磁場(chǎng)垂直紙面向里，洛倫茲力向上，故粒子帶正電，故A正確；B．根據(jù)左手定則，洛倫茲力與速度垂直，一定不做功，故B錯(cuò)誤；C．洛倫茲力提供向心力，指向圓心；粒子從邊的中點(diǎn)點(diǎn)以一定速度垂直于邊射入磁場(chǎng)，圓心在射線上；正好從邊中點(diǎn)點(diǎn)射出磁場(chǎng)，圓心在的連線的垂直平分線上，所以圓心在點(diǎn)，故半徑為，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第二定律，有解得速度越大，軌道半徑越大，故D正確。故選AD。8．一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，半圓弧bc的半徑為R，ab、cd與直徑bc共線，ab間的距離等于圓的半徑。一束質(zhì)量為m、電荷量為的粒子，在紙面內(nèi)從a點(diǎn)以大小不同的速率垂直于ab射入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力及粒子之間的相互作用，，，下列說(shuō)法正確的是（

）

A．若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)圓心O，則粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率為B．若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)圓心O，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為C．若粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，則粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率為D．若粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為【答案】ACD【詳解】AB．若粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)圓心O，則粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖；由幾何關(guān)系解得根據(jù)可得由幾何關(guān)系可知粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度為127°，則時(shí)間選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)軌跡圓弧所對(duì)應(yīng)的弦與bc半圓形邊界相切時(shí)，軌跡圓弧所對(duì)應(yīng)的弦與ab的夾角最大，那么軌跡的圓心角θ最小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，其軌跡如圖所示，圓心恰好位于b點(diǎn)，此時(shí)r＇=R則由解得此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為故CD正確。故選ACD。9．磁場(chǎng)中的四種儀器如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的有（）

A．甲中回旋加速器加速帶電粒子的最大速度與回旋加速器的半徑有關(guān)，與加速電壓無(wú)關(guān)B．乙中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場(chǎng)磁場(chǎng)時(shí)擊中照相底片同一位置的粒子比荷相同C．丙中自由電荷為負(fù)電荷的霍爾元件通上如圖所示電流和加上如圖所示磁場(chǎng)時(shí)，M側(cè)帶負(fù)電荷D．丁中的電磁流量計(jì)加上如圖所示磁場(chǎng)，則N側(cè)電勢(shì)高，離子的流量與a、b無(wú)關(guān)【答案】ABD【詳解】A．甲中回旋加速器中帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，射出回旋加速器時(shí)有可得則帶電粒子的最大速度與回旋加速器的半徑有關(guān)，與加速電壓無(wú)關(guān)，故A正確；B．乙中在加速電場(chǎng)有在速度選擇器中有在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中有解得即不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場(chǎng)磁場(chǎng)時(shí)擊中照相底片同一位置的粒子比荷相同，故B正確；C．丙中自由電荷為負(fù)電荷，由左手定則可知，負(fù)電荷向N側(cè)偏轉(zhuǎn)，則N側(cè)帶負(fù)電荷，故C錯(cuò)誤；D．丁中由左手定則可知，帶正電的粒子向N板偏轉(zhuǎn)，帶負(fù)電的粒子向M板偏轉(zhuǎn)，則N側(cè)電勢(shì)高，經(jīng)過(guò)電磁流量計(jì)的帶電粒子受到洛倫茲力的作用會(huì)向前后兩個(gè)金屬側(cè)面偏轉(zhuǎn)，在前后兩個(gè)側(cè)面之間產(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)帶電粒子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí)流量Q恒定流量即離子的流量與a、b無(wú)關(guān)，故D正確。故選ABD。10．為了測(cè)量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在充滿污水的排污管末端安裝了一電磁流量計(jì)，如圖甲所示，流量計(jì)管道和排污管的內(nèi)徑分別為和。電磁流量計(jì)的測(cè)量原理如圖乙所示，在非磁性材料做成的圓管道處加一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)管道中的污水流過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，測(cè)出管壁上下M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)差U，就可知道管中污水的流量?，F(xiàn)通過(guò)流量計(jì)測(cè)得的該廠的排污流量為，已知該流量計(jì)能夠測(cè)量的流經(jīng)其內(nèi)部的液體的最大速度為。則（）A．M點(diǎn)的電勢(shì)一定低于N點(diǎn)的電勢(shì) B．該廠排污管內(nèi)污水的速度約為C．電勢(shì)差U與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值約為 D．該電磁流量計(jì)能夠測(cè)量的最大流量約為【答案】CD【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，正電荷進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)會(huì)向上偏轉(zhuǎn)，負(fù)電荷向下偏轉(zhuǎn)，所以M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；B．流量計(jì)測(cè)得排污量為85m3/h，流量計(jì)半徑為r=5cm=0.05m，排污管的半徑R=10cm=0.1m，則可得故B錯(cuò)誤；C．流量計(jì)內(nèi)污水的速度約為v1=0.75m/s×4=3m/s，當(dāng)粒子在電磁流量計(jì)中受力平衡時(shí)，有可知故C正確；D．當(dāng)流量最大時(shí)，最大速度為，有所以最大流量為故D正確。故選CD。三、實(shí)驗(yàn)題11．磁體和電流之間、磁體和運(yùn)動(dòng)電荷之間、電流和電流之間都可通過(guò)磁場(chǎng)而相互作用，此現(xiàn)象可通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)證明：（1）如圖（a）所示，在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使實(shí)驗(yàn)方便效果明顯，通電導(dǎo)線應(yīng)平行于南北方向，位于小磁針上方，此時(shí)從上向下看，小磁針的旋轉(zhuǎn)方向是（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）。（2）如圖（b）所示是電子射線管示意圖，接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線，要使熒光屏上的亮線向