格物学 电磁学安培力与洛伦兹力

带电粒子在组合场中的运动-安培力与洛伦兹力知识点月考进阶自测题答案-青海省等高中物理,平均正确率38.0%

2025-08-04
带电粒子在组合场中的运动-安培力与洛伦兹力知识点月考进阶自测题答案-青海省等高中物理,平均正确率38.0%
1、['带电粒子在组合场中的运动', '牛顿第二定律的内容及理解']

正确率19.999999999999996%svg异常

D

A.粒子每加速一次速度的增量相同

B.粒子可以一直不断地被加速下去

C.电压$${{U}}$$越大,粒子获得的最大动能越大

D.粒子被加速$${{n}}$$次后,匀强磁场的磁感应强度大小应为$$\frac1 R \sqrt{\frac{2 n m U} {q}}$$

2、['带电粒子在组合场中的运动', '带电粒子在电场中的直线运动', '动能定理的简单应用', '带电粒子在有界磁场中的运动', '洛伦兹力的方向判断']

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B

A.同时增大$${{U}}$$和$${{I}}$$

B.减小$${{U}}$$,增大$${{I}}$$

C.同时减小$${{U}}$$和$${{I}}$$

D.增大$${{U}}$$,减小$${{I}}$$

3、['静电力做功', '带电粒子在组合场中的运动', '功能关系的应用']

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B

A.静电力力对液滴做的功为$${\frac{1} {2}} m v_{0}^{2}$$

B.液滴克服静电力做的功为$${\frac{1} {2}} m v_{0}^{2}+m g h$$

C.液滴的机械能减少$${{m}{g}{h}}$$

D.液滴的机械能减少量为$$\frac1 2 m v_{0}^{2}-m g h$$

4、['带电粒子在组合场中的运动']

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C

A.$$\frac{\pi m} {3 q B}$$

B.$$\frac{2 \pi m} {3 q B}$$

C.$$\frac{5 \pi m} {6 q B}$$

D.$$\frac{7 \pi m} {6 q B}$$

5、['带电粒子在组合场中的运动']

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B

A.电子运动的路径为$$P E N C M D P$$

B.$$B_{1}=2 B_{2}$$

C.电子从射入磁场到回到$${{P}}$$点用时为$$\frac{2 \pi m} {e B_{1}}$$

D.$$B_{1}=4 B_{2}$$

6、['带电粒子在组合场中的运动']

正确率40.0%svg异常

A

A.$${{E}}$$向上,$${{B}}$$向上

B.$${{E}}$$向下,$${{B}}$$向下

C.$${{E}}$$向上,$${{B}}$$向下

D.$${{E}}$$向下,$${{B}}$$向上

7、['带电粒子在组合场中的运动', '洛伦兹力在科技和生活中的其他应用', '回旋加速器', '洛伦兹力的计算']

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B

A.交变电压的频率与离子做匀速圆周运动的频率相等

B.离子获得的最大动能与加速电压的大小有关

C.离子获得的最大动能与$${{D}}$$形盒的半径有关

D.离子从电场中获得能量

8、['带电粒子在组合场中的运动', '质谱仪']

正确率40.0%svg异常

D

A.垂直电场线射出的离子速度的值相同

B.垂直电场线射出的离子动量的值相同

C.偏向正极板的离子离开电场时的动能比进入电场时的动能大

D.偏向负极板的离子离开电场时动量的值比进入电场时动量的值大

9、['带电粒子在组合场中的运动', '带电粒子在电场中的直线运动', '带电粒子在有界磁场中的运动']

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B

A.svg异常

B.svg异常

C.svg异常

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10、['带电粒子在组合场中的运动', '带电粒子在电场中的曲线运动', '带电粒子在有界磁场中的运动']

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D

A.粒子带负电

B.电场中$${{B}}$$点电势高于$${{C}}$$点电势

C.粒子从$${{B}}$$点射出时速度方向与$${{D}{A}}$$边平行

D.粒子在磁场$${、}$$电场中运动的时间之比为$${{π}{:}{2}}$$

1. 题目描述的是回旋加速器的工作原理。选项分析:

A. 粒子每经过一次电场加速,获得的动能增量相同($$ \Delta E_k = qU $$),但速度增量不同($$ \Delta v \propto \frac{1}{\sqrt{v}} $$),故错误。

B. 粒子无法被无限加速,因为相对论效应会导致质量增加,破坏回旋共振条件,故错误。

C. 最大动能由磁场半径决定($$ E_{k,max} = \frac{q^2 B^2 R^2}{2m} $$),与电压$$U$$无关,故错误。

D. 正确表达式应为$$ B = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{2nmU}{q}} $$,推导如下:由$$ nqU = \frac{1}{2}mv_n^2 $$和$$ qv_n B = m\frac{v_n^2}{R} $$联立可得。

2. 考查霍尔效应中载流子浓度调节。设霍尔电压为$$ U_H $$,电流为$$ I $$,磁场为$$ B $$,厚度为$$ d $$,有$$ U_H = \frac{IB}{ned} $$。为增大$$ U_H $$:

A. 同时增大$$ U $$和$$ I $$会导致非线性效应,不保证$$ U_H $$比例增大。

B. 减小$$ U $$(降低载流子速度)和增大$$ I $$(增加载流子数量)可提高$$ U_H $$。

C. 同时减小会降低$$ U_H $$。

D. 增大$$ U $$会加速载流子,但减小$$ I $$会减少数量,效果不确定。

因此最佳答案为B。

3. 液滴在电场和重力场中的能量分析:

A. 静电力做功等于动能增量$$ \frac{1}{2}mv_0^2 $$,但需考虑重力势能变化。

B. 由能量守恒:克服静电力做功$$ W = mgh + \frac{1}{2}mv_0^2 $$,正确。

C. 机械能减少量应为静电力做功$$ \frac{1}{2}mv_0^2 $$,而非$$ mgh $$。

D. 表达式不符合能量守恒关系。

4. 粒子在磁场中的运动时间计算:

粒子轨迹为$$ 60^\circ $$圆弧,周期$$ T = \frac{2\pi m}{qB} $$,运动时间$$ t = \frac{60^\circ}{360^\circ}T = \frac{\pi m}{3qB} $$。

若考虑多圈运动,总时间可能为$$ \frac{7\pi m}{6qB} $$(例如1圈+$$ 30^\circ $$),但题目未明确说明,最简答案为A。

5. 电子在双磁场中的运动分析:

A. 路径应为$$ P \to E \to N \to C \to M \to D \to P $$,符合几何对称性。

B/D. 由半径关系$$ r_1 = \frac{mv}{eB_1} $$, $$ r_2 = \frac{mv}{eB_2} $$,根据路径几何可得$$ B_1 = 2B_2 $$。

C. 总时间$$ t = \frac{1}{2}T_1 + \frac{1}{2}T_2 = \frac{\pi m}{eB_1} + \frac{\pi m}{eB_2} = \frac{3\pi m}{2eB_1} $$,与选项不符。

6. 速度选择器条件分析:

需满足$$ qE = qvB $$即$$ v = E/B $$。若粒子沿直线运动:

A. $$ E $$向上$$ B $$向上时,洛伦兹力向下,与电场力反向,可能平衡。

D. $$ E $$向下$$ B $$向上时,若粒子带负电,则电场力向上、洛伦兹力也向上,无法平衡。

因此仅A可能正确。

7. 回旋加速器原理判断:

A. 正确,电场频率必须与回旋频率同步。

B. 错误,最大动能由磁场半径决定。

C. 正确,$$ E_{k,max} \propto R^2 $$。

D. 正确,能量通过电场多次加速获得。

8. 带电粒子在电场中的偏转:

A. 垂直射出的离子需满足$$ \frac{qEL}{mv_0^2} = \tan\theta $$,速度相同则偏转角相同。

B. 动量值$$ p = mv $$相同,因质量可能不同,错误。

C. 偏向正极板的离子电场力做正功,动能增大。

D. 偏向负极板的离子动量变化量$$ \Delta p = qEt $$,末动量必大于初动量。

9. 题目信息不全,无法解析。

10. 粒子在复合场中的运动:

A. 由偏转方向可判断粒子带负电。

B. 电场线从高电势指向低电势,故$$ B $$点电势高于$$ C $$。

C. 类平抛运动末速度方向反向延长线过中点,几何关系可证平行。

D. 磁场中运动时间$$ t_1 = \frac{\pi m}{qB} $$,电场中$$ t_2 = \frac{L}{v_0} $$,比值与具体参数相关,不一定是$$ \pi:2 $$。

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