PAGEPAGE19專題突破九帶電粒子在復合場中運動實例一、帶電粒子在復合場中的運動1．疊加場與組合場(1)疊加場：電場、磁場、重力場共存，或其中某兩場共存．(2)組合場：電場與磁場各位于肯定的區域內，并不重疊，或在同一區域，電場、磁場分時間段或分區域交替出現．2．運動分類(1)靜止或做勻速直線運動當帶電粒子在復合場中所受合外力為零時，將處于靜止狀態或做勻速直線運動．(2)勻速圓周運動當帶電粒子所受的重力與電場力大小相等、方向相反時，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強磁場的平面內做勻速圓周運動．(3)較困難的曲線運動當帶電粒子所受合外力的大小和方向均變更，且與初速度方向不在同一條直線上時，粒子做非勻變速曲線運動，這時粒子運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線．(4)分階段運動帶電粒子可能依次通過幾個狀況不同的復合場區域，其運動狀況隨區域發生變更，其運動過程由幾種不同的運動階段組成．二、電場與磁場的組合應用實例裝置原理圖規律質譜儀帶電粒子由靜止被加速電場加速qU＝eq\f(1,2)mv2，在磁場中做勻速圓周運動qvB＝meq\f(v2,r)，則比荷eq\f(q,m)＝eq\f(2U,B2r2)回旋加速器交變電流的周期和帶電粒子做圓周運動的周期相同，帶電粒子在做圓周運動過程中每次經過D形盒縫隙都會被加速．由qvB＝meq\f(v2,r)得最大動能Ekm＝eq\f(q2B2r2,2m)三、電場與磁場的疊加應用實例裝置原理圖規律速度選擇器若qv0B＝Eq，即v0＝eq\f(E,B)，帶電粒子做勻速直線運動電磁流量計eq\f(U,D)q＝qvB，所以v＝eq\f(U,DB)，所以流量Q＝vS＝eq\f(U,DB)π(eq\f(D,2))2＝eq\f(πUD,4B)霍爾元件當磁場方向與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現電勢差磁流體發電機等離子體射入，受洛倫茲力偏轉，使兩極板帶正、負電荷，兩極板間電壓為U時穩定，eq\f(qU,d)＝qv0B，U＝v0Bd命題點一質譜儀的工作原理與應用1．作用測量帶電粒子質量和分別同位素．2．原理(如圖1所示)圖1(1)加速電場：qU＝eq\f(1,2)mv2；(2)偏轉磁場：qvB＝eq\f(mv2,r)，l＝2r；聯立可得r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q))，m＝eq\f(qr2B2,2U)，eq\f(q,m)＝eq\f(2U,B2r2).例1(2024·江蘇單科·15改編)一臺質譜儀的工作原理如圖2所示．大量的帶電荷量為＋q、質量為2m的離子飄入電壓為U0的加速電場，其初速度幾乎為0，經加速后，通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最終打到照相底片上．圖中虛線為經過狹縫左、右邊界M、N時離子的運動軌跡．不考慮離子間的相互作用．圖2(1)求離子打在底片上的位置到N點的最小距離x；(2)在圖中用斜線標出磁場中離子經過的區域，并求該區域最窄處的寬度d.答案(1)eq\f(4,B)eq\r(\f(mU0,q))－L(2)見解析圖eq\f(2,B)eq\r(\f(mU0,q))－eq\r(\f(4mU0,qB2)－\f(L2,4))解析(1)設離子在磁場中的運動半徑為r1，在電場中加速時，有qU0＝eq\f(1,2)×2mv2在勻強磁場中由牛頓其次定律得qvB＝2meq\f(v2,r1)解得r1＝eq\f(2,B)eq\r(\f(mU0,q))依據幾何關系得，離子打在底片上的位置到N點的最小距離x＝2r1－L，解得x＝eq\f(4,B)eq\r(\f(mU0,q))－L.(2)如圖，最窄處位于過兩虛線交點的垂線上最窄處寬度d＝r1－eq\r(r\o\al(,12)－\f(L,2)2)解得d＝eq\f(2,B)eq\r(\f(mU0,q))－eq\r(\f(4mU0,qB2)－\f(L2,4))命題點二回旋加速器工作原理與應用1．構造：如圖3所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒處于勻強磁場中，D形盒的縫隙處接溝通電源．圖32．原理：溝通電周期和粒子做圓周運動的周期相等，使粒子每經過一次D形盒縫隙，粒子被加速一次．3．最大動能：由qvmB＝eq\f(mv\o\al(m2,),R)、Ekm＝eq\f(1,2)mveq\o\al(m2,)得Ekm＝eq\f(q2B2R2,2m)，粒子獲得的最大動能由磁感應強度B和D形盒半徑R確定，與加速電壓無關．4．運動的總時間：粒子在磁場中運動一個周期，被電場加速兩次，每次增加動能qU，加速次數n＝eq\f(Ekm,qU)，粒子在磁場中運動的總時間t＝eq\f(n,2)T＝eq\f(Ekm,2qU)·eq\f(2πm,qB)＝eq\f(πBR2,2U).例2(多選)(2024·南通市等六市一調)回旋加速器的工作原理如圖4所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子在狹縫間加速的時間忽視不計．勻強磁場的磁感應強度大小為B、方向與盒面垂直．粒子源A產生的粒子質量為m，電荷量為＋q，U為加速電壓，則()圖4A．交變電壓的周期等于粒子在磁場中回旋周期的一半B．加速電壓U越大，粒子獲得的最大動能越大C．D形盒半徑R越大，粒子獲得的最大動能越大D．磁感應強度B越大，粒子獲得的最大動能越大答案CD解析為了保證粒子每次經過電場時都被加速，必需滿意交變電壓的周期和粒子在磁場中回旋周期相等，故A錯誤；依據洛倫茲力供應向心力qvB＝eq\f(mv2,R)，解得v＝eq\f(BqR,m)，動能為：Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(B2q2R2,2m)，可知，帶電粒子的動能與加速度電壓無關，D形盒半徑R越大，磁感應強度B越大，粒子獲得的最大動能越大，B錯誤，C、D正確．命題點三疊加場實例分析共同特點：若不計重力，當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時，qvB＝qE.1．速度選擇器圖5(1)平行板間電場強度E和磁感應強度B相互垂直．(如圖5)(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qvB＝qE，即v＝eq\f(E,B).(3)速度選擇器只能選擇粒子的速度，不能選擇粒子的電性、電荷量、質量．(4)速度選擇器具有單向性．2．磁流體發電機(1)原理：等離子體噴入磁場，正、負離子在洛倫茲力的作用下發生偏轉而聚集在A、B板上，產生電勢差，它可以把離子的動能通過磁場轉化為電能．(如圖6)圖6(2)電源正、負極推斷：依據左手定則可推斷出圖中的B板是發電機的正極．(3)電源電動勢U：設A、B平行金屬板的面積為S，兩極板間的距離為l，磁場磁感應強度為B，等離子體的電阻率為ρ，噴入氣體的速度為v，板外電阻為R.當正、負離子所受電場力和洛倫茲力平衡時，兩極板間達到的最大電勢差為U(即電源電動勢)，則qeq\f(U,l)＝qvB，即U＝Blv.(4)電源內阻：r＝ρeq\f(l,S).(5)回路電流：I＝eq\f(U,r＋R).3．電磁流量計(1)流量(Q)的定義：單位時間流過導管某一截面的導電液體的體積．(2)公式：Q＝Sv；S為導管的截面積，v是導電液體的流速．(3)導電液體的流速(v)的計算圖7如圖7所示，一圓柱形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導電的液體向右流淌．導電液體中的自由電荷(正、負離子)在洛倫茲力作用下發生偏轉，使a、b間出現電勢差，當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差(U)達到最大，由qeq\f(U,d)＝qvB，可得v＝eq\f(U,Bd).(4)流量的表達式：Q＝Sv＝eq\f(πd2,4)·eq\f(U,Bd)＝eq\f(πdU,4B).(5)電勢凹凸的推斷：依據左手定則可得φa>φb.4．霍爾效應的原理和分析(1)定義：如圖8，高為h、寬為d的導體(自由電荷是電子或正電荷)置于勻強磁場B中，當電流通過導體時，在導體的上表面A和下表面A′之間產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應，此電壓稱為霍爾電壓．圖8(2)電勢凹凸的推斷：導體中的電流I向右時，依據左手定則可得，若自由電荷是電子，則下表面A′的電勢高；若自由電荷為正電荷，則上表面A的電勢高．(3)霍爾電壓的計算：導體中的自由電荷(電荷量為q)在洛倫茲力作用下偏轉，A、A′間出現電勢差，當自由電荷所受靜電力和洛倫茲力平衡時，A、A′間的電勢差(U)就保持穩定，由qvB＝qeq\f(U,h)，I＝nqvS，S＝hd；聯立得U＝eq\f(BI,nqd)＝keq\f(BI,d)，k＝eq\f(1,nq)稱為霍爾系數．模型1速度選擇器例3(2024·泰州中學月考)在如圖9所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直．一帶電粒子(重力不計)從左端以速度v沿虛線射入后做直線運動，則該粒子()圖9A．肯定帶正電B．速度大小v＝eq\f(E,B)C．若速度大小v＞eq\f(E,B)，粒子肯定不能從板間射出D．若此粒子從右端沿虛線方向進入，仍做直線運動答案B解析粒子帶正電和負電均可，選項A錯誤；由于粒子做直線運動，故粒子所受洛倫茲力等于電場力，即qvB＝qE，解得速度大小v＝eq\f(E,B)，選項B正確；若速度大小v＞eq\f(E,B)，粒子仍可能從板間射出，選項C錯誤；若此粒子從右端沿虛線方向進入，所受電場力和洛倫茲力方向相同，不能做直線運動，選項D錯誤．模型2磁流體發電機例4(2024·南通市等七市三模)磁流體發電機原理如圖10所示，等離子體高速噴射到加有強磁場的管道內，正、負離子在洛倫茲力作用下分別向A、B兩金屬板偏轉，形成直流電源對外供電．則()圖10A．僅減小A、B兩金屬板間的距離，發電機的電動勢將增大B．僅增加磁感應強度，發電機的電動勢將減小C．僅增加負載的阻值，發電機的輸出功率將增大D．僅增大等離子體的噴射速度，發電機的總功率將增大答案D模型3電磁流量計例5(多選)(2024·南京師大附中5月模擬)為了測量某化工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖11所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直上下底面方向加磁感應強度為B的勻強磁場，在前后兩個面的內側固定有金屬板作為電極，污水從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時間內流出的污水體積)，下列說法正確的是()圖11A．若污水中正離子較多，則前表面電勢比后表面電勢低B．若污水中負離子較多，則前表面電勢比后表面電勢低C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數將越大D．污水流量Q與U成正比，與a、b無關答案ABD解析正、負離子從左向右移動，依據左手定則，正離子所受的洛倫茲力方向指向后表面，負離子所受的洛倫茲力方向指向前表面，所以總有后表面電極的電勢比前表面電極電勢高，A、B正確；最終穩定時，離子受洛倫茲力和電場力平衡，即qvB＝qeq\f(U,b)，解得U＝Bbv，故電壓表的示數U與v成正比，與濃度無關，C錯誤；污水的流量Q＝vS＝vbc＝eq\f(U,Bb)·bc＝eq\f(cU,B)，與電壓表的示數U成正比，與a、b無關，D正確．模型4霍爾效應例6(多選)(2024·常州市一模)在一個很小的矩形半導體薄片上，制作四個電極E、F、M、N，做成了一個霍爾元件．在E、F間通入恒定電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，M、N兩電極間的電壓為UH.已知半導體薄片中的載流子為正電荷，電流與磁場的方向如圖12所示，下列說法正確的有()圖12A．N極電勢高于M極電勢B．磁感應強度越大，M、N兩電極間電勢差越大C．將磁場方向變為與薄片的上、下表面平行，UH不變D．將磁場和電流分別反向，N極電勢低于M極電勢答案AB解析依據左手定則，正電荷受力的方向指向N極，向N極偏轉，則N極電勢高，故A正確；設左右兩個表面相距為d，正電荷所受的電場力等于洛倫茲力，即eq\f(qUH,d)＝qvB①設單位體積內正電荷的個數為n，此薄片的截面積為S，厚度為L，則I＝nqSv，②S＝dL，③由①②③得：UH＝eq\f(BI,nqL)令k＝eq\f(1,nq)，則UH＝eq\f(BI,nqL)＝keq\f(BI,L)所以若保持電流I恒定，則M、N兩電極間的電勢差與磁感應強度B成正比，故B正確；將磁場方向變為與薄片的上、下表面平行，則正電荷不會受到洛倫茲力，因此不存在電勢差，故C錯誤；若磁場和電流分別反向，依據左手定則，則N極電勢仍高于M極電勢，故D錯誤.1.(多選)如圖13是質譜儀工作原理的示意圖，帶電粒子a、b從容器中的A點飄出(在A點初速度為零)，經電壓U加速后，從x軸坐標原點處進入磁感應強度為B的勻強磁場，最終都打在感光板S上，坐標分別為x1、x2，圖中半圓形虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑，則()圖13A．b進入磁場的速度肯定大于a進入磁場的速度B．a的比荷肯定大于b的比荷C．若a、b電荷量相等，則它們的質量之比ma∶mb＝xeq\o\al(12,)∶xeq\o\al(22,)D．若a、b質量相等，則它們在磁場中運動時間之比ta∶tb＝x1∶x2答案BC2．(多選)(2024·揚州中學下學期開學考)如圖14所示，兩平行金屬板水平放置，起先開關S閉合使平行板電容器帶電．板間存在垂直紙面對里的勻強磁場．一個不計重力的帶電粒子恰能以水平向右的速度沿直線通過兩板．在以下方法中，能使帶電粒子仍沿水平直線通過兩板的是()圖14A．將兩板的距離增大一倍，同時將磁感應強度增大一倍B．將兩板的距離減小一半，同時將磁感應強度增大一倍C．將開關S斷開，兩板間的正對面積減小一半，同時將板間磁場的磁感應強度減小一半D．將開關S斷開，兩板間的正對面積減小一半，同時將板間磁場的磁感應強度增大一倍答案BD3．(多選)如圖15是等離子體發電機的示意圖，原料在燃燒室中全部電離為電子與正離子，即高溫等離子體，等離子體以速度v進入矩形發電通道，發電通道里有圖示方向的勻強磁場，磁感應強度為B.等離子體進入發電通道后發生偏轉，落到相距為d的兩個金屬極板上，在兩極板間形成電勢差，等離子體的電阻不行忽視．下列說法正確的是()圖15A．上極板為發電機正極B．外電路閉合時，電阻R兩端的電壓為BdvC．帶電粒子克服電場力做功把其他形式的能轉化為電能D．外電路斷開時，等離子受到的洛倫茲力與電場力平衡答案ACD解析依據左手定則可知，正離子向上偏，電子向下偏，則上極板是發電機的正極，下極板是發電機的負極，故A正確；依據電子或正離子所受洛倫茲力等于電場力qvB＝qeq\f(E,d)得，產生的電動勢的大小為E＝Bdv，因等離子體的電阻不行忽視，因此電阻R兩端的電壓會小于產生的電動勢，故B錯誤；依據功能關系可知，電子與正離子克服電場力做功把其他形式的能轉化為電能，故C正確；等離子體中有正離子和電子，在磁場中受到洛倫茲力的作用，分別向兩極偏轉，于是在兩極之間產生電勢差，兩極間存在電場力，當外電路斷開時，等離子體受到的洛倫茲力與電場力平衡，從而不會偏移，故D正確．4.(多選)(2024·泰州中學等綜合評估)為了測量化工廠的污水排放量，技術人員在排污管末端安裝了流量計(流量Q為單位時間內流過某截面流體的體積)．如圖16所示，長方體絕緣管道的長、寬、高分別為a、b、c，左、右兩端開口，所在空間有垂直于前后表面、磁感應強度大小為B的勻強磁場，在上、下兩個面的內側固定有金屬板M、N，污水從左向右勻速流淌，測得M、N間電壓為U，污水流過管道時受到的阻力大小f＝kLv2，k是比例系數，L為污水沿流速方向的長度，v為污水的流速．則()圖16A．污水的流量Q＝eq\f(abU,B)B．金屬板M的電勢不肯定高于金屬板N的電勢C．電壓U與污水中離子濃度無關D．左、右兩側管口的壓強差Δp＝eq\f(kaU2,bB2c3)答案CD解析依據離子所受洛倫茲力和電場力平衡，有：qvB＝qeq\f(U,c)，解得v＝eq\f(U,Bc)，則有污水的流量Q＝vS＝vbc＝eq\f(U,Bc)bc＝eq\f(Ub,B)，故A錯誤；依據左手定則，正離子向金屬板M偏轉，負離子向金屬板N偏轉，知金屬板M的電勢肯定高于金屬板N的電勢，故B錯誤；最終離子在電場力和洛倫茲力作用下平衡，有：qvB＝qeq\f(U,c)，解得：U＝vBc，與污水中離子濃度無關，故C正確；依據平衡條件有：Δp·bc＝f＝kLv2＝kav2，而v＝eq\f(U,Bc)，解得左右兩側管口壓強差Δp＝eq\f(kaU2,bB2c3)，故D正確．5．(多選)(2024·揚州市一模)如圖17所示，導電物質為電子的霍爾元件樣品置于磁場中，表面與磁場方向垂直，圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個接線端．當開關S1、S2閉合后，三個電表都有明顯示數，下列說法正確的是()圖17A．通過霍爾元件的磁場方向向下B．接線端2的電勢低于接線端4的電勢C．僅將電源E1、E2反向接入電路，電壓表的示數不變D．若適當減小R1、增大R2，則電壓表示數肯定增大答案ABC解析依據安培定則可知，通過霍爾元件的磁場方向向下，故A正確；通過霍爾元件的電流由接線端1流向接線端3，電子移動方向與電流的方向相反，由左手定則可知，電子偏向接線端2，所以接線端2的電勢低于接線端4的電勢，故B正確；當僅將電源E1、E2反向接入電路后，由左手定則可知洛倫茲力方向不變，即2、4兩接線端的電勢差不發生變更，即電壓表的示數不變，故C正確；適當減小R1，電磁鐵中的電流增大，產生的磁感應強度增大，而當增大R2，霍爾元件中的電流減小，所以霍爾電壓如何變更不確定，即電壓表示數變更不確定，故D錯誤．1.(多選)(2024·南京市、鹽城市一模)如圖1所示，虛線所圍的區域內存在電場強度為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場．從左方水平射入的電子，穿過該區域時未發生偏轉．則下列分析中可能正確的是()圖1A．E豎直向上，B垂直紙面對外，電子做勻速直線運動通過區域B．E豎直向上，B垂直紙面對里，電子做勻速直線運動通過區域C．E和B都是沿水平方向，電子做勻減速直線運動通過區域D．E和B都是沿水平方向，電子做勻加速直線運動通過區域答案ACD解析若E豎直向上，B垂直于紙面對外，則電子所受電場力方向豎直向下，而所受洛倫茲力由左手定則可得方向豎直向上，所以當兩力大小相等時，電子穿過此區域不會發生偏轉，并且做勻速直線運動，故A正確，B錯誤；若E和B都沿水平方向，則電子所受電場力方向與運動方向在一條直線上，而由于電子運動方向與B方向在一條直線上，所以電子不受洛倫茲力，因此穿過此區域不會發生偏轉，假如電場方向與電子運動方向相同，則電子所受電場力方向與運動方向相反，則電子可能勻減速通過該區域，故C正確；若電場方向與電子運動方向相反，則電子所受電場力方向與運動方向相同，則電子勻加速通過該區域，故D正確．2.(多選)(2024·田家炳中學模擬)如圖2所示是質譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子經電場加速后進入速度選擇器，速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P(只有在正交電磁場中做直線運動的粒子才能通過P狹縫)和記錄粒子位置的膠片A1A2，平板S下方有磁感應強度為B0、方向垂直于紙面對外的勻強磁場，依據圖示粒子的運動，下列說法正確的有()圖2A．圖示軌跡運動的粒子肯定是同種粒子B．圖示軌跡運動的粒子肯定是帶正電的粒子C．圖示B0磁場中圓軌道上運動的粒子速度大小肯定相等D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案BC3.(多選)如圖3所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源的兩極上，使a、b兩板間產生勻強電場(場強大小為E)，右邊有一塊擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內存在著勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面對里．從兩板左側中點c處射入一束正離子(不計重力)，這些正離子都沿直線運動到右側，從d孔射出后分成三束，則下列推斷正確的是()圖3A．這三束正離子的速度肯定不相同B．這三束正離子的比荷肯定不相同C．a、b兩板間的勻強電場方向肯定由a指向bD．若這三束離子改為帶負電而其他條件不變，則仍能從d孔射出答案BCD解析因為三束正離子在兩極板間都是沿直線運動的，故三束正離子所受電場力等于洛倫茲力，可以推斷三束正離子的速度肯定相同，且電場方向肯定由a指向b，A項錯誤，C項正確；在右側磁場中三束正離子運動軌跡半徑不同，可知這三束正離子的比荷肯定不相同，B項正確；若將這三束離子改為帶負電，而其他條件不變的狀況下分析受力可知，三束離子所受電場力仍等于洛倫茲力，故在兩板間仍做勻速直線運動，仍能從d孔射出，D項正確．4．(多選)(2024·如皋市其次次質檢)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻溝通電極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變更的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖4所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列說法中正確的是()圖4A．減小狹縫間的距離B．增大磁場的磁感應強度C．增大D形金屬盒的半徑D．增大勻強電場間的加速電壓答案BC解析由洛倫茲力供應向心力得qvB＝meq\f(v2,R)，解得v＝eq\f(qBR,m)，則粒子的動能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(q2B2R2,2m)，知最大動能與加速電壓無關，與狹縫間的距離無關，與磁感應強度大小和D形盒的半徑有關，增大磁感應強度和D形盒的半徑，可以增加粒子的最大動能，故B、C正確，A、D錯誤．5．(2024·海安中學月考)如圖5所示，從S處發出的熱電子經加速電壓U加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發覺電子流向上極板偏轉．設兩極板間電場強度為E，磁感應強度為B.欲使電子沿直線從電場和磁場區域通過，只實行下列措施，其中可行的是()圖5A．適當減小加速電壓UB．適當減小電場強度EC．適當增大加速電場極板之間的距離D．適當減小磁感應強度B答案B解析依據左手定則可知電子所受的洛倫茲力的方向豎直向下，而電子所受電場力豎直向上，故電子向上極板偏轉的緣由是電場力大于洛倫茲力，所以要使電子在復合場中做勻速直線運動，要么減小電場力，要么增大洛倫茲力．在加速電場中，依據動能定理eU＝eq\f(1,2)mv2，可得v＝eq\r(\f(2eU,m))，適當減小加速電壓U，可以減小電子在復合場中運動的速度v，從而減小洛倫茲力，故A錯誤．適當減小電場強度E，可以減小電場力，故B正確．適當增大加速電場極板之間的距離，由于兩極板間的電壓沒有變更，所以電子進入磁場的速率沒有變更，因此沒有變更電場力和洛倫茲力的大小，故C錯誤．適當減小磁感應強度B，可以減小洛倫茲力，故D錯誤．6．(多選)如圖6為一利用海流發電的原理圖，用絕緣材料制成一個橫截面為矩形的管道，在管道的上、下兩個內表面裝有兩塊電阻不計的金屬板M、N，板長為a，寬為b，板間的距離為d，將管道沿海流方向固定在海水中，在管道中加一個與前后表面垂直的勻強磁場，磁感應強度為B，將電阻為R的航標燈與兩金屬板連接(圖中未畫出)，海流方向如圖，海流速率為v，下列說法正確的是()圖6A．M板電勢高于N板的電勢B．發電機的電動勢為BdvC．發電機的電動勢為BavD．管道內海水受到的安培力方向向左答案ABD解析海水中的正離子受到的洛倫茲力向上，所以正離子向上偏轉，即M板帶正電；負離子受到的洛倫茲力向下，所以負離子向下偏轉，即N板帶負電，所以M板的電勢高于N板的電勢，故A正確；MN兩極板間形成電場，當離子所受的洛倫茲力和電場力平衡時，兩板間的電壓穩定，可得qeq\f(U,d)＝Bqv，解得U＝Bdv，兩極板間的電壓等于電源的電動勢，即發電機的電動勢為Bdv，故B正確，C錯誤；管道內海水電流方向向上，依據左手定則可知，海水所受安培力方向向左，故D正確．7.(2024·鹽城中學月考)導體導電是導體中的自由電荷定向移動的結果，這些可以移動的電荷又叫載流子，例如金屬導體中的載流子就是自由電子．現代廣泛應用的半導體材料可以分成兩大類，一類是N型半導體，它的載流子為電子；另一類為P型半導體，它的載流子是“空穴”，相當于帶正電的粒子．假如把某種材料制成的長方體放在勻強磁場中，磁場方向如圖7所示，且與前后側面垂直．長方體中通過水平向右的電流，測得長方體的上、下表面M、N的電勢分別為UM、UN，則該種材料()圖7A．假如是P型半導體，有UM>UNB．假如是N型半導體，有UM<UNC．假如是P型半導體，有UM<UND．假如是金屬導體，有UM<UN答案C8．(多選)(2024·丹陽中學月考)如圖8表示磁流體發電機的發電原理：磁場中有兩塊金屬板A、B，將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正離子和負離子，而從整體來說呈電中性)沿圖示方向噴射入磁場，這時金屬板上就聚集了電荷．在磁極配置如圖中所示的狀況下，下列說法正確的是()圖8A．A板帶負電B．有電流從b經用電器流向aC．金屬板A、B間的電場方向向下D．等離子體發生偏轉的緣由是離子所受的洛倫茲力大于所受的電場力答案ABD解析依據左手定則知，正離子向下偏，負離子向上偏，則A板帶負電，故A正確；因為B板帶正電，A板帶負電，所以電流的流向為從b經用電器流向a，故B正確；因為B板帶正電，A板帶負電，所以金屬板間的電場方向向上，故C錯誤；等離子體發生偏轉的緣由是離子所受的洛倫茲力大于所受的電場力，故D正確．9.(多選)(2024·南京市三模)如圖9所示，寬度為d、厚度為h的金屬導體放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中，當電流通過該導體時，在導體的上、下表面之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應．試驗表明：當磁場不太強時，電勢差U、電流I和磁感應強度B的關系為U＝keq\f(BI,d)，式中的比例系數k稱為霍爾系數，設載流子的電荷量大小為q，金屬導體單位體積內的自由電荷數目為n，下列說法正確的是()圖9A．導體上表面的電勢大于下表面的電勢B．霍爾系數為k＝eq\f(1,nq)C．載流子所受電場力的大小F＝qeq\f(U,d)D．載流子所受洛倫茲力的大小F′＝eq\f(BI,nhd)答案BD10．(多選)(2024·蘇錫常鎮一調)電動自行車是一種應用廣泛的交通工具，其速度限制是通過轉動右把手實現的，這種轉動把手稱“霍爾轉把”，屬于傳感器非接觸限制，轉把內部有永久磁鐵和霍爾元件等，截面如圖10甲所示，永久磁鐵的左右兩側分別為N、S極．開啟電源時，在霍爾元件的上下面之間加肯定的電壓，形成電流，如圖乙．隨著轉把的轉動，其內部的永久磁鐵也跟著轉動，霍爾元件能輸出限制車速的電壓，已知車速與霍爾電壓關系如圖丙．以下關于“霍爾轉把”敘述正確的是()圖10A．為提高限制的靈敏度，應將永久磁鐵的磁極改為上、下端分別為N、S極B．按圖甲順時針轉動電動車的右把手，車速將變快C．圖乙中從霍爾元件的前、后面輸出限制車速的霍爾電壓D．若霍爾元件的上、下面之間所加電壓正負極性對調，將影響車速限制答案BC解析由于在霍爾元件的上下面之間加肯定的電壓，形成電流，當永久磁鐵的上下端分別為N、S極時，磁場與霍爾元件內載流子的移動方向近似平行，則霍爾元件