(江蘇專版)2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 第三講 帶電粒子在復(fù)合場中的運動課后達(dá)標(biāo)檢測卷(含解析).doc
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帶電粒子在復(fù)合場中的運動1.多選(2018南京三模)如圖所示,寬度為d、厚度為h的金屬導(dǎo)體放在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,當(dāng)電流通過該導(dǎo)體時,在導(dǎo)體的上、下表面之間會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。實驗表明:當(dāng)磁場不太強時,電勢差U、電流I和磁感應(yīng)強度B的關(guān)系為Uk,該式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù),設(shè)載流子的電荷量大小為q,金屬導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)目為n,下列說法正確的是()A導(dǎo)體上表面的電勢大于下表面的電勢B霍爾系數(shù)為kC載流子所受靜電力的大小FqD載流子所受洛倫茲力的大小F洛解析:選BD由左手定則可知,載流子受到的洛倫茲力向上,由于金屬的載流子是自由電子,故導(dǎo)體上表面的電勢小于下表面的電勢,故A錯誤;導(dǎo)體中的電場強度E,載流子所受電場力FqEq,故C錯誤;穩(wěn)定時,電場力與洛倫茲力相等,即qqvB,解得UBhv,又電流的微觀表達(dá)式:InqSvnqhdv,解得:U,則霍爾系數(shù)為k,故B正確;穩(wěn)定時,電場力與洛倫茲力相等,載流子所受洛倫茲力的大小F洛Bqv,故D正確。2.多選(2018江蘇六市二模)回旋加速器的工作原理如圖所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子在狹縫間加速的時間忽略不計。勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B、方向與盒面垂直。粒子源A產(chǎn)生的粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,U為加速電壓,則()A交變電壓的周期等于粒子在磁場中回轉(zhuǎn)周期的一半B加速電壓U越大,粒子獲得的最大動能越大CD形盒半徑R越大,粒子獲得的最大動能越大D磁感應(yīng)強度B越大,粒子獲得的最大動能越大解析:選CD為了保證粒子每次經(jīng)過電場時都被加速,必須滿足交變電壓的周期和粒子在磁場中回轉(zhuǎn)周期相等,故A錯誤;當(dāng)粒子從D形盒中出來時,速度最大,根據(jù)洛倫茲力提供向心力qvmBm,解得:vm,則粒子獲得的最大動能為:Ekmmvm2,可知,帶電粒子的速度與加速電壓無關(guān),D形盒半徑R越大,磁感應(yīng)強度B越大,粒子的速度越大,即粒子獲得的最大動能越大,B錯誤,C、D正確。3.(2018江蘇七市三模)磁流體發(fā)電機(jī)原理如圖所示,等離子體高速噴射到加有強磁場的管道內(nèi),正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下分別向A、B兩金屬板偏轉(zhuǎn),形成直流電源對外供電。下列說法正確的是()A僅減小兩板間的距離,發(fā)電機(jī)的電動勢將增大B僅增強磁感應(yīng)強度,發(fā)電機(jī)的電動勢將減小C僅增加負(fù)載的阻值,發(fā)電機(jī)的輸出功率將增大D僅增大磁流體的噴射速度,發(fā)電機(jī)的總功率將增大解析:選D電荷處于平衡,有qvBq,解得:E電Bdv,由此可知僅減小兩板間的距離,發(fā)電機(jī)的電動勢將減小,僅增強磁感應(yīng)強度,發(fā)電機(jī)的電動勢將增大,故A、B錯誤;根據(jù)歐姆定律和功率公式可知,當(dāng)外電阻和內(nèi)阻相等時,輸出功率最大,所以增加負(fù)載的阻值,發(fā)電機(jī)的輸出功率不一定增大,故C錯誤;由E電Bdv,可知僅增大磁流體的噴射速度,電動勢將增大,因為總電阻不變,所以輸出功率將增大,故D正確。4.(2018徐州考前模擬)在xOy平面內(nèi),x軸上方存在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場,x軸下方存在電場強度為E,方向沿y軸正方向的勻強電場,一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子(不計粒子的重力)從坐標(biāo)原點以速度v沿y軸正方向射入磁場區(qū)域。求:(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑;(2)寫出粒子從出發(fā)開始計時,到第一次打到x軸前,粒子的位移s隨著時間t變化的表達(dá)式;(3)粒子從出發(fā)到第n次到達(dá)x軸的平均速度的大小。解析:(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力,粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)有qvBm得R。(2)由T,得t,即由圖中幾何關(guān)系可知:s2Rcos 2Rsin 粒子的位移隨著時間變化的表達(dá)式:ssin ,其中t。(3)粒子在磁場中的運動周期T在電場中往返一次運動時間:t1設(shè)第n次到x軸的位移為x,時間為t,平均速度為n為奇數(shù)時:第n次到x軸的位移為x2R,時間為tt1平均速度為n為偶數(shù)時: 第n次到x軸的位移為x2R,時間為tt1平均速度為。答案:(1)(2)ssin ,其中t當(dāng)勻強磁場方向垂直于紙面向里時,若電子打不到圓筒坐標(biāo)紙上,設(shè)磁場的磁感應(yīng)強度為B2,電子做圓周運動的軌道半徑為r2,則根據(jù)幾何關(guān)系:22r22洛倫茲力提供向心力:evB2m解得:r2L,B2應(yīng)滿足的條件B。答案:(1)L(2)見解析圖(3)當(dāng)勻強磁場方向垂直于紙面向外時,應(yīng)滿足的條件B;當(dāng)勻強磁場方向垂直于紙面向里時,應(yīng)滿足的條件B- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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