专题 带电粒子在叠加场中应用实例(速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件)（原卷版+解析版）

专题  带电粒子在叠加场中应用实例  同步练习

(速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件) 

一、单选题

1．（2022·江苏泰州·高三期末）霍尔效应可用来测量血流速度，其原理如图所示。在动脉血管上下两侧安装电极，左右两侧加以磁场，毫伏表测出上下两极的电压为U。则（　　）

A．上电极电势一定低于下电极

B．若血液中负离子较多时，上电极电势低于下电极

C．毫伏表的示数U与血液的流速成正比

D．毫伏表的示数U与血液中正负离子的电荷量成正比

2．（2022·福建省福州第一中学高二期末）一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一氕核（）以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（　　）

A．以速度2v0射入的氘核（） B．以速度9v0射入的核氚（）

C．以速度v0射入的核氚（） D．以速度v0射入的电子（）

3．（2021·浙江省春晖中学高三阶段练习）霍尔效应这一现象是美国物理学家霍尔于1879年发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差被称为霍尔电势差。现有一金属导体霍尔元件连在如图所示电路中，电源内阻不计，电动势恒定，霍尔电势差稳定后，下列说法正确的是（　　）

A．a端电势低于b端电势

B．若元件的厚度增加，a、b两端电势差不变

C．霍尔电势差的大小只由霍尔元件本身决定

D．若要测量赤道附近的地磁场，应将工作面调整为与待测平面平行

4．（2022·浙江柯桥·高二期末）某实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场，下列说法正确的是：（       ）

A．负离子所受洛伦兹力方向由指向

B．点的电势高于点的电势

C．相同流速时，废液内正、负离子浓度越大，、间的电势差越大

D．若测得两点电压，则废液的流量为

5．（2022·江西·南昌市八一中学高二期末）磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在间距为d的两平行金属板a b间产生电动势。将其上下极板与阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器相连，间距为L的电容器极板间有一带电微粒处于静止状态，不计其它电阻，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．平行金属板上极板比下极板电势高

B．磁流体发电机的电动势为BLv

C．电容器所带电荷量为CBLv

D．微粒的比荷

6．（2021·江苏省海头高级中学高三阶段练习）磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电．则（　　）

A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大

B．仅增强磁场磁感应强度，发电机的电动势不变

C．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将增大

D．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大

7．（2021·云南·沧源佤族自治县民族中学高二阶段练习）如图所示，由两种比荷不同的离子组成的离子束，从静止经电场加速后，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A．B两束。离子的重力不计，下列说法中正确的有（　　）

A．两束离子的加速电压相同 B．组成A束和B束的离子质量一定相同

C．A束离子的比荷大于B束离子的比荷 D．A束离子的动能大于B束离子的动能

8．（2022·浙江温州·高二期末）如图所示，在两水平金属板构成的器件中存在匀强电场与匀强磁场，电场强度和磁感应强度相互垂直，从点以水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动。下列说法正确的是（       ）

A．粒子一定带正电

B．粒子的速度大小

C．若增大，粒子所受的电场力做负功

D．若粒子从点以水平速度进入器件，也恰好能做直线运动

9．（2022·广西桂林·高二期末）如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射。它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示。若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，则可以采取下列的正确措施为（　　）

A．使电场强度增大 B．使粒子电量增大 C．使入射速度减小 D．使磁感应强度增大

二、多选题

10．（2022·贵州贵阳·高二期末）如图所示，是磁流体发电机的示意图，平行金属板A、B之间有强磁场，将一束等离子体（含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板之间便产生电压．如果把A、B与外电路断开，要增加A、B两板间的电压，下列措施可行的是（　　）

A．增加喷入磁场的等离子的数量 B．增大喷入磁场的等离子的速度

C．增大金属板A、B间的磁场 D．减小金属板A、B间的距离

11．（2021·湖北·汉阳一中高二阶段练习）利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是（　　）

A．上表面电势高 B．下表面电势高

C．该导体单位体积内的自由电子数为 D．该导体单位体积内的自由电子数为

12．（2022·安徽·六安一中高二期末）2020年爆发了新冠肺炎疫情，新冠病毒传播能力非常强，在医院中需要用到呼吸机和血流计检测患者身体情况。血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，稳定后，两点之间的电压为U。下列说法正确的是（　　）

A．负离子所受洛伦兹力方向由M指向N B．M点的电势低于N点的电势

C．M点的电势高于N点的电势 D．血液流量

13．（2022·四川南充·高二期末）等粒子体发电是一项新兴技术，如图为它的原理图。两平行金属板的正对面积为S、板间距离为L两板间接有电阻R。将一束等离子体（含有带正电和带负电的微粒）以一定速度v垂直于磁场方向连续射入磁感应强度为B的匀强磁场中，等离子体稳定时在两极板间均匀分布，忽略边缘效应及离子的重力，则下列说法正确的是（　　）

A．A极板的电势低，C极板的电势高

B．A极板的电势高，C极板的电势低

C．正对面积S越大，该发电机电动势越大

D．板间距离L越大，该发电机电动势越大

14．（2022·山西太原·高二期末）在芯片制造过程中，离子注入是一道重要的工序。如图，从离子源发出的离子经电场加速后沿水平方向进入速度选择器，然后进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，利用磁分析器选择出特定比荷的离子后打在硅片（未画出）上完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向外；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E。则（　　）

A．速度选择器中，电场强度的方向竖直向下

B．从磁分析器射出的离子，一定带负电荷

C．从磁分析器射出的离子，其比荷为

D．从磁分析器射出的离子，其速度大小为