电磁场的应用----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)

电磁场的应用----高中物理模块典型题归纳（含详细答案）

一、单选题

1.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒．两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是()

A.减小磁场的磁感应强度

B.减小狭缝间的距离

C.增大高频交流电压

D.增大金属盒的半径

2.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则（）

A.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小

B.若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大

C.只要x相同，对应的离子质量一定相同

D.x相同，对应的离子的比荷可能不相等

3.如图所示，在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子以速度v从左侧射入，方向垂直于电场方向和磁场方向，当它从右侧射出场区时，动能比射入时小，若要使带电粒子从射入到射出动能是增加的，可采取的措施有（不计重力）()

A.可使电场强度增强

B.可使磁感应强度增强

C.可使粒子带电性质改变（如正变负）

D.可使粒子射入时的动能增大

4.劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法

正确的是（）

A.质子被加速后的最大速度可能达到光速

B.所加高频交流电频率为f=

C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：1

D.若A处粒子源产生的为中子，中子也可被加速且最大动能为E k=

5.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）

A.质子的回旋周期为

B.增大加速电场间的电压可使质子的最大速度超过2πfR

C.增大D形金属盒的半径可提高质子射出金属盒时的速度

D.不改变B和R，该回旋加速器加速α粒子获得的最大动能是加速质子时的两倍

6.图是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a、b经电压U加速（在A点初速度为零）后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则（）

A.a的质量一定大于b的质量

B.a的电荷量一定大于b的电荷量

C.a运动的时间大于b运动的时间

D.a的比荷（）大于b的比荷（）

7.如图是回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核（q1、m1）和氦核（q2、m2）。已知q2=2q1，m2 =2m1，下列说法中正确的是（）

A.它们的最大速度相同

B.它们的最大动能相同

C.仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能

D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

8.电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道．其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度B的匀强磁场，磁场方向垂直前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（）

A. B. C. D.

9.如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。下列表述正确的是（）

A.只有带正电的粒子能通过速度选择器沿直线进入狭缝P

B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里

C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大

D.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于

10.回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（）

A.用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率

B.磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关

C.带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍

D.狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D形盒射出时的动能越大

二、多选题

11.日本福岛核电站的核泄漏事故，使碘的同位素131被更多的人所了解．利用质谱仪可分析碘的各种同位素，如图所示，电荷量均为+q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场（入场速度忽略不计），经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．下列说法正确

的是（）

A.磁场的方向垂直于纸面向里

B.碘131进入磁场时的速率为

C.碘131与碘127在磁场中运动的时间差值为

D.打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为（﹣）

12.回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示．D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T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），它们在两盒之间被电场加速．当质子被加速到最大动能E k后，再将它们引出．忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法

中正确的是（）

A.若只增大交变电压U，则质子的最大动能E k会变大