文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2024 年高考物理一轮大单元综合复习导学练
专题59 电磁组合场和叠加场中的各类仪器
导练目标
导练内容
目标1
质谱仪
目标2
回旋加速器
目标3
速度选择器
目标4
磁流体发电机
目标5
电磁流量计
目标6
霍尔元件
【知识导学与典例导练】
一、电磁组合场中的各类仪器
1. 质谱仪
（1）作用
测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。
（2）原理(如图所示)
①加速电场：qU＝mv2。
②偏转磁场：qvB＝，l＝2r，由以上两式可得r＝ ，m＝，＝。
【例1】质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图。让某
同位素的离子流从容器A 下方的小孔S1无初速度飘入电势差为U 的加速电场，加速后从小孔S3垂直进入磁
感应强度为B 的匀强磁场中，最后打在照相底片D 上，形成几种离子的“质谱线”。则下列判断正确的是
（ ）
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．距离小孔S3越远的“质谱线”离子比荷越大
B．距离小孔S3越远的“质谱线”离子进入磁场的速度越大
C．距离小孔S3越近的“质谱线”离子在磁场中运动时间越短
D．几种离子进入磁场时动能相同
【答案】CD
【详解】A．根据动能定理得
根据牛顿第二定律得
；
解得
距离小孔S3越远，d 越大，“质谱线”离子比荷越小，故A 错误；
B．根据
；
；
解得
；
距离小孔S3越远，d 越大，离子的
比荷越小，进入磁场的速度v 越小，故B 错误；
C．由
；
得
；
由上式可知，d 越小的，离子的比荷越大。离子在磁场中运动时间
；
解得
由上式可
知，离子的比荷越大，t 越小。
由以上d 与t 的表达式可知，距离小孔S3越近的“质谱线”离子d 越小，离子在磁场中运动时间越短，故C
正确；
D．根据动能定理得
离子的电荷量q 相同，进入磁场的动能相同，故D 正确。故选CD。
2. 回旋加速器
（1）构造
如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D 形盒处于匀强磁场中，D 形盒的缝隙处接交流电源。
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（2）原理
交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等，使粒子每经过一次D 形盒缝隙，粒子被加速一次。
（3）最大动能
由qvmB＝、Ekm＝mvm
2得Ekm＝，粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和盒半径R 决定，与加速电压无关。
（4）总时间
粒子在磁场中运动一个周期，被电场加速两次，每次增加动能qU，加速次数n＝，粒子在磁场中运动的总
时间t＝T＝·＝。
【例2】回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很
小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U。周期为T 的交流电源上，若A 处粒子源产生的质子在加
速器中被加速，下列说法正确的是（ ）
A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大
B．若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短
C．若磁感应强度B 增大，交变电场周期T 必须减小才能正常工作
D．不改变磁感应强度B 和交变电场周期T，该回旋加速器也能用于加速
粒子
【答案】BC
【详解】A．设回旋加速器D 形盒的半径为R，质子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有
解得
质子的最大动能为
可知Ekm与交流电压U 无关，只增大交流电压U，质子
获得的最大动能不变，A 错误；
B．设质子在回旋加速器中加速的次数为n，根据动能定理有
解得
质子在回旋加速器中
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
运行时间为
可知若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短，B 正确。
CD．质子每个运动周期内被加速两次，交流电源每个周期方向改变两次，所以交流电源的周期等于质子的
运动周期，即
可知若磁感应强度B 增大，交流电周期T 必须适当减小才能正常工作，且由
于α 粒子和质子的比荷不同，所以不改变磁感应强度B 和交流电频率T，该回旋加速器不能用于加速α 粒
子，D 错误，C 正确。故选BC。
二、电磁叠加场中的各类仪器
装置
原理图
规律
共性规律
速度选
择器
若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做匀速直线运
动
稳定平衡时电荷
所受电场力和洛
伦兹力平衡，即
q＝qvB
磁流体
发电机
等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极
板带正、负电荷，两极板间电压为U 时稳
定，q＝qv0B，U＝v0Bd
电磁流
量计
当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡
时，a、b 间的电势差(U)达到最大，由q＝
qvB，可得v＝
霍尔
元件
当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡
时，b、a 间的电势差(U)就保持稳定，由
qvB＝q，可得U＝vBd
【例3】如图所示，a、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，使a、b 两板间产生匀强电场
（场强大小为E），右边有一块挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应
强度大小为B，方向垂直纸面向里。从两板左侧中点c 处射入一束离子（不计重力），这些离子都沿直线
运动到右侧，从孔射出后分成三束，则下列判断正确的是（ ）
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．这三束离子带电可正可负
B．这三束离子的比荷一定不相同
C．a、b 两板间的匀强电场方向一定由a 板指向b 板
D．若这三束离子的比荷变化而其他条件不变，则仍能从d 孔射出
【答案】BCD
【详解】A．粒子出电场和磁场的复合场后均向上偏转，由左手定则可知三束离子均带正电，故A 错误；
B．三束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有
可得
三束正离子的速度
一定相同，在磁场中
可得
由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，
故比荷一定不相同，故B 正确；
C．由于在复合场中洛伦兹力竖直向上，则电场力一定竖直向下，故匀强电场方向一定竖直向下，即由a 指
向b，故C 正确；
D．由B 选项分析可知若这三束离子的比荷变化而其他条件不变，则仍能从d 孔射出，故D 正确。故选
BCD。
【例4】磁流体发电机又叫等离子体发电机，如图所示，燃烧室在3000K 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1000m/s 的速度进入矩形发电通道。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6T，等离子体发生偏转，在两极间形成电势差，已知
发电通道长a=50cm，宽b=20cm，高d=20cm，等离子体的电阻率ρ=2Ω·m，则以下判断中正确的是
（ ）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．发电机的电动势为1000V
B．开关断开S 时，高温等离子体不能匀速通过发电通道
C．当外接电阻为8Ω 时，电流表示数为100A
D．当外接电阻为6Ω 时，发电机输出功率最大
【答案】C
【详解】A．离子在复合场中由
得电源电动势U=vBd=1 200 V 故A 错误；
B．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 错误；
C．由电阻定律
得发电机内阻为4 Ω，由闭合电路欧姆定律得，当外接电阻为8 Ω 时，电流为
100 A，故C 正确；
D．根据电源输出功率和外电阻关系图像可知，当外电路总电阻R=r=4Ω 时有最大输出功率，故D 错误。故
选C。
【例5】为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装
置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为
B 的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，含有正负离子的污水充满流量计管道，并以稳
定的速度从左向右流过该装置，用电压表测出两个电极间的电压为U，用O 表示污水流量（单位时间内排
出的污水体积），下列说法正确的是（ ）
A．污水中的离子浓度越高，电压表的示数就会越大
B．应该把电压表的正极连接在后内侧面金属板上
C．若污水的流速很小，则可以减弱磁场以增大电压表的示数
D．若电压表示数增加到两倍，则反映出污水的流量达到了两倍
【答案】BD
【详解】AC．污水稳定流动时，对任一离子有
所以
电压表示数与离子浓度无关，若
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
污水的流速很小，则可以增强磁场以增大电压表的示数，故AC 错误；
B．根据左手定则可知，正离子向后内侧面偏转，所以后内侧面为正，应该把电压表的正极连接在后内侧
面金属板上，故B 正确；
D．流量
若电压表示数增加到两倍，则反映出污水的流量达到了两倍，故D 正确。
故选BD。
【例6】利用霍尔效应制作的霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域，如图是霍尔元件的工作原理示
意图。磁感应强度B 垂直于用金属材料制成的霍尔元件的表面向下，通入图示方向的电流I，C、D 两端会
形成电势差
，电子的电荷量为e，导体中单位体积内的电子数为n，垂直于电流的侧面长宽分别为h、
d。则下列说法正确的是（ ）
A．C 端电势一定高于D 端电势 B．载流子所受电场力的大小为
C．仅增大电流I，
的绝对值将增大 D．仅增大d，
的绝对值将增大
【答案】BC
【详解】A．因霍尔元件材料为金属，金属中可自由移动的是电子，电子受洛伦兹力向左，即电子会打到
C 端，故有
，C 端电势低于D 端电势，故A 错误；
B．根据电场强度定义式可得F=Ee 又因
电子受电场力大小为
故B 正确；
CD．当霍尔元件状态稳定时，根据平衡条件，有
其中
解得
仅增大电流I，
增大；仅增大d，
减小，故C 正确，D 错误。故选BC。
【综合提升专练】
1．如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。速度选择器
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
中电场强度大小为E1，磁感应强度大小为B1、方向垂直于纸面向里；静电分析器通道中心线为
圆弧，圆
弧的半径（OP）为R，通道内有均匀辐向分布的电场，在中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中有范
围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度v 沿直线经过
速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P 点垂直于边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q 点，不计
粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．速度选择器的极板P1的电势比极板P2的低
B．粒子的速度
C．粒子的比荷为
D．P、Q 两点间的距离为
【答案】C
【详解】A．粒子在静电分析器内沿中心线方向运动，说明粒子带正电，由左手定则可判断出粒子在速度
选择器中受到的洛伦兹力方向向上，粒子受到的电场力方向向下，故速度选择器的极板
的电势比极板
的高，故A 错误；
B．由
可知，粒子的速度为
故B 错误；
C．由
又电场力提供向心力
可得，粒子的比荷为
故C 正确；
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．粒子在磁分析器中做圆周运动，
为轨迹圆的直径，故
两点间的距离为
故D 错误。故选C。
2．如图所示，某种带电粒子以平行于极板方向、大小为
的速度从S1进入偏转电磁场后，沿虚线从S2处
穿出，则下列说法中正确的是（ ）
A．此带电粒子以相同的水平速度从S2进入偏转的电磁场也能沿虚线从S1处穿出
B．与此带电粒子动量相等的粒子从S1进入偏转的电磁场后也能沿虚线从S2处穿出
C．与此带电粒子动能相等的粒子从S1进入偏转的电磁场后也能沿虚线从S2处穿出
D．速度大小为
的任何带电粒子沿平行于极板方向从S1进入偏转电磁场后，都能沿虚线从S2处穿出
【答案】D
【详解】A．无论是正电荷还是负电荷，当它从左端射入时受到的电场力与洛伦兹力等大反向，即
能沿虚线运动，但从右侧射入时受到的电场力与洛伦兹力均指向同侧，一定不能沿虚线运动从S1处穿出，
A 错误；
BC．在众多的带电粒子中，只有速度大小为
的带电粒子才能穿过速度选择器，动量相等或动能相等的带
电粒子不一定满足二力平衡，都不一定能穿过速度选择器，BC 错误；
D．如果E、B 的大小和方向都不变，只要带电粒子的速度v=
，都能从S1进入速度选择器，从S2飞出，D
正确。故选D。
3．磁流体发电机在燃烧室产生的高温燃气中加入易电离的钠盐，电离的钠盐，经喷管加速被高速喷入发
电通道，产生电流。磁流体发电机把燃料的热能直接转化为电能，发电效率较高。如图所示，某喷入发电
通道离子速度为v，发电通道所处区域有磁感应强度为B 的匀强磁场，发电管截面是边长为a 的正方形，
发电通道长为b，发电通道内离子体导电均匀，等效电阻率为ρ，外电路等效电阻为R，忽略边缘效应，稳
定发电后电阻R 上的电流为（ ）
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据平衡有
解得稳定时电源的电动势为
则流过R 的电流为
而根据电阻
定律有
则电流大小为
故选B。
4．海水中含有大量的正负离子，并在某些区域具有固定的流动方向，据此人们设计并研制“海流发电
机”，可生产无污染的再生能源，对海洋航标灯持续供电，其工作原理如图所示，用绝缘防腐材料制成一
个横截面为矩形的管道，在管道上、下两个表面装有防腐导电板M，N，板长为a、宽为b（未标出），两
板间距为d，将管道沿着海水流动方向固定于海水中，将航标灯L 与两导电板M 和N 连接，加上垂直于管
道前后面的匀强磁场（方向如图），磁感应强度大小为B，海水流动方向如图所示，海水流动速率为v，
已知海水的电阻率为
，航标灯电阻为R，则下列说法正确的是（ ）
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．“海流发电机”对航标灯L 供电的电流方向是
B．“海流发电机”产生感应电动势的大小是
C．通过航标灯L 电流的大小是
D．“海流发电机”发电的总功率为
【答案】C
【详解】A．由左手定则可知，海水中正、负离子受洛伦兹力作用分别向M 板和N 板；M 板带正电，N 板
带负电，发电机对航标灯提供电流方向是
，A 错误；
B．在M、N 两板间形成稳定的电场后，其中的正、负离子受电场力和洛伦兹力作用而平衡，在两板间形成
稳定电压，则
解得
，B 错误；
C．海水的电阻
由闭合电路欧姆定律得通过航标灯的电流为
，C 正确；
D．“海流发电机”发电的总功率为
，D 错误。故选C。
5．如图所示，电磁流量计的测量管横截面直径为D，在测量管的上下两个位置固定两金属电极a、b，整
个测量管处于水平向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当含有正、负离子的液体从左向右匀速流过
测量管时，连在两个电极上的显示器显示的流量为Q（单位时间内流过的液体体积），下列说法正确的是
（ ）
A．a 极电势低于b 极电势
B．液体流过测量管的速度大小为
C．a，b 两极之间的电压为
D．若流过的液体中离子浓度变高，显示器上的示数将变大
【答案】C
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【详解】A．根据左手定则，正电荷受向上的洛伦兹力，向上偏转到a 极，负电荷受向下的洛伦兹力，向
下偏转到b 极，故a 极带正电，b 极带负电，a 极电势高于b 极电势，故A 错误；
B．设液体流过测量管的速度大小为v，则流量
解得
故B 错误；
C．随着ab 两极电荷量的增加，两极间的电场强度变大，离子受到的电场力变大，当电场力大小等于洛伦
兹力时，离子不再偏转，两板电压达到稳定，设稳定时两板间电压为U，离子电量为q，则离子受的电场
力
离子所受的洛伦兹力
由电场力和洛伦兹力平衡得
解得
故C 正确；
D．由以上解答得显示器显示的流量
显示器上的示数与离子速度有关而与浓度无关，故D 错误。
故选C。
6．在一次南极科考中，科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度，其原理如图所示。电路中有一段
长方体的金属导体，它长、宽、高分别为a、b、c，放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，导体中电流强度沿x
轴正方向，大小为I。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，自由电子做定向移动
可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间电压为U，则（ ）
A．金属导体的前侧面电势较高
B．磁感应强度的大小为
C．金属导体的电阻为
D．自由电子定向移动的速度大小为
【答案】B
【详解】A．金属导体中有自由电子。当电流形成时，金属导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动。
在磁场中受到洛伦兹力作用的是自由电子。由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力沿z 轴正方向，自
由电子向前侧面偏转，金属导体前侧面聚集了电子，后侧面感应出正电荷，金属导体前侧面电势低，后侧
面电势高，故A 错误；
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
BD．由电流的微观表达式可知，电流I=nevS=nevbc 电子定向移动的速度大小
电子在做匀速直线运
动，洛伦兹力与电场力平衡，由平衡条件得eE=evB 导体前后侧面间的电势差U=Eb 解得
故B 正确D 错误；
C．金属前后侧面间的电势差是感应电势差，不是产生电流的电压，故C 错误。故选B。
7．如图所示，磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用，磁性皮套结合霍尔元件可以对手机屏幕起到控
制作用，打开皮套时磁体远离霍尔元件，手机屏幕变亮；合上皮套时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭。一块
宽度为d、长度为l、厚度为h 的矩形半导体霍尔元件，通入方向向右大小为I 的电流，手机套合上时，元
件处于垂直于上表面向上且磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，已
知元件内的导电粒子是电荷量为e 的自由电子。下列说法正确的是（ ）
A．元件前表面的电势高于后表面的电势
B．仅增大霍尔元件的厚度h，则元件的前、后表面间电势差U 会减小
C．自由电子所受电场力的大小为
D．元件单位体积内的自由电子个数为
【答案】B
【详解】A．根据左手定则，电子受洛伦兹力偏向前表面，则元件前表面的电势低于后表面的电势，选项A
错误；
B．根据
则
而
可得
可知仅增大霍尔元件的厚度h，则元件的前、后表面
间电势差U 会减小，选项B 正确；
C．自由电子所受电场力的大小为
选项C 错误；
D．根据
元件单位体积内的自由电子个数为
选项D 错误。故选B。
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
8．如图所示，含有
、
、
的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器，沿直线O1O2运动的粒子在
小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P1、P2两点，则（ ）
A．打在P1点的粒子是
B．打在P2点的粒子是
和
C．O2P2的长度是O2P1长度的2 倍
D．粒子在偏转磁场中运动的时间都相等
【答案】BC
【详解】AB．沿直线O1O2运动的粒子满足
即速度为
在偏转磁场中洛伦兹力作为向心力，
可得
联立可得
，
和
比荷相等且较小，故半径较大，打在P2点，
比荷较大，
故半径较小，打在P1点，选项A 错误，B 正确；
C．由AB 的解析可知，
和
的比荷是
的比荷的
，故半径是其2 倍，即O2P2的长度是O2P1长度的
2 倍，选项C 正确；
D．在偏转磁场中的周期为
运动时间为
故粒子在偏转磁场中运动的时间不会都相
等，选项D 错误。故选BC。
9．回旋加速器的工作原理如图甲所示，D 形金属盒置于真空中，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的
时间可以忽略，匀强磁场与盒面垂直。图乙为回旋加速器所用的交变电压随时间变化的规律，某同学保持
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
交变电压随时间变化的规律不变，调整所加磁场的磁感应强度大小，从而实现利用同一回旋加速器分别加
速氘核
和氦核
两种粒子。忽略相对论效应的影响，则（ ）
A．回旋加速器加速带电粒子能够达到的最大速度与D 形金属盒的半径有关
B．氘核
和氦核
在回旋加速器中的运动时间之比为
C．氘核
和氨核
的加速次数之比为
D．加速氘核
和氦核
的磁感应强度大小之比为
2
【答案】AB
【详解】A．令D 形金属盒的半径为R，粒子最终从磁场飞出时有
解得
可知D 形
金属盒的半径越大，粒子离开时的速度越大，故A 正确；
D．为了使得粒子在回旋加速器中正常加速，粒子在磁场中匀速圆周运动的周期与交变电流的周期相等，
即
由于氘核
和氦核
的比荷相等，则氘核
和氦核
运动过程所加磁场的磁感应
强度相等，即加速氘核
和氦核
的磁感应强度大小之比为
，故D 错误；
C．令粒子在狭缝中加速次数为n，则粒子离开时的最大动能
；
解得
氘核
和氦核
的比荷相等，则氘核
和氨核
的加速次数之比为
，故C
错误；
B．根据上述，周期相同，加速的次数也相同，故两种粒子在回旋加速器中的运动时间相同，故B 正确。
故选AB。
10．图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强
15
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
磁场中，并与高频电源相连。质子
从静止开始运动的速率v 随时间t 变化如图乙，已知tn时刻质子恰
射出回旋加速器，v1、vn已知，不考虑相对论效应、粒子所受的重力和粒子在电场中运动的时间，下列判
断正确的是（ ）
A．t3－t2=t1
B．粒子在电场中的加速次数为
C．同一D 形盒中粒子的相邻轨迹半径之差保持不变
D．当匀强磁场的磁感应强度一定时，能把α 粒子
从零加速到
【答案】ABD
【详解】A．带电粒子在磁场中每运动一圈，加速两次，周期为
因此，每两次相邻经过电场加速
之间的时间为半个周期，有
故A 正确；
B．第一次加速过程中，由动能定理可知
加速n 次的过程中，由动能定理可知
联立解得
故B 正确；
C．第一条轨迹的半径
第二条轨迹的半径
联立解得
从第一次加
16
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
速到第二次加速，由动能定理可知
即
由此可知
是定值，
不
是定值，即同一D 形盒中粒子的相邻轨迹半径之差是变化的，故C 错误；
D．回旋加速器能将粒子加速到的最大速度满足
解得
因此，以原磁感应强度加速α
粒子
时，恰能加速到
，故D 正确。故选ABD。
11．如图所示，电源电动势为E，内阻忽略不计，滑动变阻器的滑片P 置于中点；两水平金属板间有垂直
纸面向里的匀强磁场，一带正电的粒子（不计重力）以速度v0正好水平向右匀速穿过两板间，下列说法正
确的是（ ）
A．若粒子带负电，也可以沿图示方向以相同速度沿直线穿过此区域
B．将滑片P 向上移动一点，该粒子穿出两板间的过程中电势能增大
C．将滑片P 向上移动一点，该粒子穿出两板间的过程中动能减小
D．把R 连入电路中的阻值由
变为
，则能沿直线穿出的粒子速度为
【答案】ABC
【详解】A．由于带正电的粒子沿水平方向直线穿过此区域，故有qE=qv0B 此时电场力竖直向下，洛伦兹力
竖直向上，当粒子带负电时电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向下，由于速度保持不变，粒子仍能沿直线穿
过此区域，故A 正确；
BC．将滑片P 向上移动一点，则滑动变阻器的有效阻值减小，总电流增大，故R0两端的电压增大，所以滑
动变阻器两端的电压减小，所以电容器两端的电压减小，则电容器两极板之间的电场强度减小，从而造成
电场力减小，故洛伦兹力大于电场力，所以电荷向上偏转，电场力做负功，粒子的电势能增大，动能减小，
故BC 正确；
D．只要粒子沿直线穿过，则就必须满足qE=qv0B 即
当把R 连入电路中的阻值为
，则电容器两端
17
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
的电压
当把R 连入电路中的阻值为
，电容器两端的电压
显然此时的场强不等于
原场强的一半，故能沿直线穿出的粒子速度也不是
，故D 错误。故选ABC。
12．电磁流量计可以测量导电流体的流量（单位时间内流过某一横截面的流体体积）。如图所示，它是由
一个产生磁场的线圈，以及用来测量电动势的两个电极a、b 所构成，可架设于管路外来测量液体流量。以
v 表示流速，B 表示电磁线圈产生的磁场，D 表示管路内径，若磁场B 的方向、流速v 的方向与测量电磁线
圈感应电动势两电极连线的方向三者相互垂直，则测得的感应电动势为
，下列判断正确的是（ ）
A．电极a 为负，电极b 为正
B．电极a 为正，电极b 为负
C．U 与液体流量成正比
D．U 与液体流量成反比
【答案】AC
【详解】AB．根据左手定则，带正电离子受洛伦兹力向b 极移动，带负电离子受洛伦兹力向a 极移动，故
电极a 为负，电极b 为正，故A 正确，B 错误；
CD．带电粒子受洛伦兹力与电场力平衡，有
又由流量为
联立解得感应电动势
为
可知U 与液体流量成正比，故C 正确，D 错误。故选AC。
18
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
19
