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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題8 磁場與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)練習(xí)（含解析） 1．(多選)1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說法中正確的是(　　) 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．在B2磁場中運(yùn)動半徑越大的粒子，質(zhì)量越大 D．在B2磁場中運(yùn)動半徑越大的粒子，比荷越小 答案：BD　解析：根據(jù)粒子在B2磁場中偏轉(zhuǎn)方向可判斷粒子帶正電，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若P1帶正電，則電場向下，正離子可以直線通過，B正確；在B2中偏移，根據(jù)r＝可知，在v和B相同的情況下，半徑越大比荷越小，C錯(cuò)誤，D正確． 2．(xx重慶理綜)如圖所示，一段長方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長都為a和b，內(nèi)有帶電量為q的某種自由運(yùn)動電荷．導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場中，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí)，測得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢比下表面的低．由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動電荷數(shù)及自由運(yùn)動電荷的正負(fù)分別為(　　) A．，負(fù)　 B．，正 C．，負(fù)　 D．，正 答案：C　解析：因?qū)щ姴牧仙媳砻娴碾妱荼认卤砻娴牡?，故上表面帶?fù)電荷，根據(jù)左手定則可判斷自由運(yùn)動電荷帶負(fù)電，則B、D兩項(xiàng)均錯(cuò)．設(shè)長方體形材料長度為L，總電量為Q，則其單位體積內(nèi)自由運(yùn)動電荷數(shù)為，當(dāng)電流I穩(wěn)恒時(shí)，材料內(nèi)的電荷所受電場力與磁場力相互平衡，則有＝BIL，故＝，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C正確． 3．(xx大連市雙基測試)(多選)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域．如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會形成電勢差．下列說法中正確的是(　　) A．若元件的載流子是自由電子，則D側(cè)面電勢高于C側(cè)面電勢 B．若元件的載流子是自由電子，則C側(cè)面電勢高于D側(cè)面電勢 C．在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持豎直 D．在測地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平 答案：AC　解析：自由電子定向移動的方向與電流方向相反，由左手定則可判斷電子所受洛倫茲力使其偏向C側(cè)面，則C側(cè)面電勢低于D側(cè)面，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；地球上方的地磁場方向水平向北，霍爾元件工作面應(yīng)保持豎直才能讓地磁場垂直其工作面，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 4．回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．回旋加速器的原理如圖所示，D1和D2是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓金屬盒，它們接在電壓一定、頻率為f的交流電源上，位于D1圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略，重力不計(jì))，它們在兩盒之間被電場加速，D1、D2置于盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率為P，求輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I與P、B、R、f的關(guān)系式(忽略質(zhì)子在電場中的運(yùn)動時(shí)間，其最大速度遠(yuǎn)小于光速)． 答案：I＝ 解析：設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為q，質(zhì)子離開加速器時(shí)速度大小為v，由牛頓第二定律知 qvB＝m 質(zhì)子運(yùn)動的回旋周期為T＝＝ 由回旋加速器工作原理可知，交流電源的頻率與質(zhì)子回旋頻率相同，由周期T與頻率f的關(guān)系得f＝ 設(shè)在t時(shí)間內(nèi)離開加速器的質(zhì)子數(shù)為N，則質(zhì)子束從回旋加速器輸出時(shí)的平均功率 P＝ 輸出時(shí)質(zhì)子束的等效電流I＝ 由上述各式得I＝. 5．如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖．設(shè)平行金屬板間距離為d，金屬板長度為a，寬度為b，其間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里．導(dǎo)電流體的流速為v，電阻率為ρ，負(fù)載電阻為R.導(dǎo)電流體從左側(cè)沿垂直磁場且與極板平行的方向射入極板間． (1)求該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢； (2)閉合開關(guān)S，求負(fù)載R上的電流I； (3)求磁流體發(fā)電機(jī)的總功率P. 答案：(1)Bdv　(2)　(3) 解析：(1)當(dāng)開關(guān)S斷開，兩極板間電勢差最大時(shí)，有 q＝qvB 解得兩極板間最大電壓Um＝Bvd 故電動勢為E＝Bdv. (2)極板內(nèi)部空間相當(dāng)于內(nèi)電路，內(nèi)阻r＝ρ 當(dāng)外電路閉合時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律得，R上的電流I＝＝. (3)磁流體發(fā)電機(jī)的總功率P＝EI＝Bdv＝.