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1、2022年高考物理一轮复习 微专题8 磁场与现代科学技术练习（含解析）
1．(多选)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是( )
A．该束带电粒子带负电
B．速度选择器的P1极板带正电
C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
答案：BD 解析：根据粒子在B2磁场中偏转方向可判断粒子带正电，A项错误；若P1带正电，则电场向下，正离子可以直线通过，B正确；在B2中偏移，根据r＝可知，在v和B相同的情况下
2、，半径越大比荷越小，C错误，D正确．
2．(xx·重庆理综)如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B．当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为( )
A．，负 B．，正
C．，负 D．，正
答案：C 解析：因导电材料上表面的电势比下表面的低，故上表面带负电荷，根据左手定则可判断自由运动电荷带负电，则B、D两项均错．设长方体形材料长度
3、为L，总电量为Q，则其单位体积内自由运动电荷数为，当电流I稳恒时，材料内的电荷所受电场力与磁场力相互平衡，则有＝BIL，故＝，A项错误，C正确．
3．(xx·大连市双基测试)(多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差．下列说法中正确的是( )
A．若元件的载流子是自由电子，则D侧面电势高于C侧面电势
B．若元件的载流子是自由电子，则C侧面电势高于D侧面电势
C．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直
D．在测地球赤道上方
4、的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
答案：AC 解析：自由电子定向移动的方向与电流方向相反，由左手定则可判断电子所受洛伦兹力使其偏向C侧面，则C侧面电势低于D侧面，选项A正确，B错误；地球上方的地磁场方向水平向北，霍尔元件工作面应保持竖直才能让地磁场垂直其工作面，选项C正确，D错误．
4．回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．回旋加速器的原理如图所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f的交流电源上，位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略，重力不计)，它们在两盒之间被电场加速，D
5、1、D2置于盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P，求输出时质子束的等效电流I与P、B、R、f的关系式(忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速)．
答案：I＝
解析：设质子的质量为m，电荷量为q，质子离开加速器时速度大小为v，由牛顿第二定律知
qvB＝m
质子运动的回旋周期为T＝＝
由回旋加速器工作原理可知，交流电源的频率与质子回旋频率相同，由周期T与频率f的关系得f＝
设在t时间内离开加速器的质子数为N，则质子束从回旋加速器输出时的平均功率
P＝
输出时质子束的等效电流I＝
由上述各式得I＝.
5．如图所示是磁流体发电机的
6、原理图．设平行金属板间距离为d，金属板长度为a，宽度为b，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里．导电流体的流速为v，电阻率为ρ，负载电阻为R.导电流体从左侧沿垂直磁场且与极板平行的方向射入极板间．
(1)求该发电机产生的电动势；
(2)闭合开关S，求负载R上的电流I；
(3)求磁流体发电机的总功率P.
答案：(1)Bdv (2) (3)
解析：(1)当开关S断开，两极板间电势差最大时，有
q＝qvB
解得两极板间最大电压Um＝Bvd
故电动势为E＝Bdv.
(2)极板内部空间相当于内电路，内阻r＝ρ
当外电路闭合时，根据闭合电路欧姆定律得，R上的电流I＝＝.
(3)磁流体发电机的总功率P＝EI＝Bdv＝.
2022年高考物理一轮复习 微专题8 磁场与现代科学技术练习（含解析）
