1、第90练(STSE问题)洛伦兹力与现代科技（时间20分钟）思维方法1速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件等各种电磁仪器中，最终平衡的标志是qvBqEq.2对回旋加速器：(1)所加交变电场的周期T等于粒子做圆周运动的周期；(2)粒子最大速度v，与加速电压U无关选择题1.如图所示，水平放置的两块平行金属板，充电后与电源断开板间存在着方向竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力及空气阻力)，以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区，恰好做匀速直线运动则()A粒子一定带正电B若仅将板间距离变为原来的2倍，粒子运动轨迹偏向下极板C
2、若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子仍将做匀速直线运动D若撤去电场，粒子在板间运动的最长时间有可能是2(多选)如图所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源两端相连现分别加速质子(H)和氘核(H).下列说法中正确的是()A它们的最大速度相同B质子的最大动能大于氘核的最大动能C加速质子和氘核所用高频电源的频率相同D仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能3(多选)磁流体发电机又叫等离子体发电机，如图所示，燃烧室在3 000 K的高温下将气体全部电离为正离子与负离子，即高温等离子体高温等离子体经喷管提速后以1 000 m/s的速度
3、进入矩形发电通道发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度为6 T，等离子体发生偏转，在两极间形成电势差，已知发电通道长a50 cm，宽b20 cm，高d20 cm，等离子体的电阻率2 m，则以下判断中正确的是()A发电机的电动势为1 200 VB开关断开时，高温等离子体可以匀速通过发电通道C当外接电阻为8 时，电流表示数为150 AD当外接电阻为4 时，发电机输出功率最大42020全国卷，17CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测图(a)是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，
4、虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)；将电子束打到靶上的点记为P点则()AM处的电势高于N处的电势B增大M、N之间的加速电压可使P点左移C偏转磁场的方向垂直于纸面向外D增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移5质谱仪可以测定有机化合物分子结构，现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示，有机物的气体分子从样品室注入离子化室，在高能电子作用下，样品气体分子离子化或碎裂成离子若离子化后的离子带正电，初速度为零，此后经过高压电源区、圆形磁场室(内为匀强磁场)、真空管，最后打在记录仪上，通过处理就可以得到离子比荷，进而推
5、测有机物的分子结构已知高压电源的电压为U，圆形磁场区的半径为R，真空管与水平面夹角为，离子进入磁场室时速度方向指向圆心则下列说法正确的是()A高压电源A端应接电源的正极B磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里C若离子化后的两同位素X1、X2(X1质量大于X2质量)同时进入磁场室后，出现图中的轨迹和，则轨迹一定对应X1D若磁场室内的磁感应强度大小为B，当记录仪接收到一个明显的信号时，与该信号对应的离子比荷第90练（STSE问题）洛伦兹力与现代科技1答案：C解析：不计重力，粒子仅受电场力和磁场力做匀速直线运动，合力为零电场力与磁场力等大反向该粒子可以是正电荷，也可以是负电荷，选项A错误；仅将板间距离变为
6、原来的2倍，由于带电荷量不变，板间电场强度不变，带电粒子仍做匀速直线运动，选项B错误；若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子所受电场力和磁场力均变为原来的2倍，仍将做匀速直线运动，C对若撤去电场，粒子将偏向某一极板，甚至从左侧射出，粒子在板间运动的最长时间可能是在磁场中运动周期的一半，选项D错误2答案：BD解析：设质子质量为m，电荷量为q，则氘核质量为2m，电荷量为q，它们的最大速度分别为v1和v2，选项A错误；质子的最大动能Ek1，氘核的最大动能Ek2，选项B正确；高频电源的频率与粒子在磁场中的回旋频率相同，即f1，f2，所以加速质子和氘核所用高频电源的频率不相同，选项C错误；被加速
7、的粒子的最大动能与高频电源的电压无关，所以仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能，选项D正确3答案：ABD解析：离子在复合场中由qqvB，得电源电动势UvBd1 200 V，故A正确；开关断开时，高温等离子体在磁场力作用下发生偏转，导致极板间存在电压，当电场力与磁场力平衡时，高温等离子体可以匀速通过发电通道，故B正确；由电阻定律r4 ，得发电机内阻为4 ，由闭合电路欧姆定律得，当外接电阻为8 时，电流为100 A，故C错误；当外电路总电阻Rr时有最大输出功率，故D正确4答案：D解析：电子带负电，故必须满足N处的电势高于M处的电势才能使电子加速，故A选项错误；由左手定则可判定磁感应强度的方
8、向垂直纸面向里，故C选项错误；对加速过程应用动能定理有eUmv2，设电子在磁场中运动半径为r，由洛伦兹力提供向心力有evB，则r，电子运动轨迹如图所示，由几何关系可知，电子从磁场射出的速度方向与水平方向的夹角满足sin （其中d为磁场宽度），联立可得sin dB，可见增大U会使减小，电子在靶上的落点P右移，增大B可使增大，电子在靶上的落点P左移，故B选项错误，D选项正确5答案：D解析：加速带正电的离子，高压电源的B端带正电，A项错误；由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，B项错误；由洛伦兹力提供向心力得轨道半径r，同位素的电荷量相同，所以轨道半径小的轨迹对应的离子质量小，即为X2，C项错误；在电场中有qUmv2，在磁场中有r，且有tan ，联立解得，D项正确
