7 课题研究霍尔效应知识点题库

如图所示，一束由质子、电子和α粒子组成的射线，在正交的电磁场中沿直线OO'从O'点射入磁场B₂形成3条径迹，下列说法正确的是（）

A . 2是α粒子的径迹 B . 3是质子的径迹 C . 1是α粒子的径迹 D . 2是质子的径迹

如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B₁ ，一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B₂的匀强磁场，结果分别打在a、b两点，两点间距离为△R．设粒子所带电量为q，且不计粒子所受重力，求：

（1）粒子在磁场B₁中的速度多大？
（2）打在a、b两点的粒子的质量之差△m是多少？

如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有（）

A . 带正电的矿粉落在右侧 B . 电场力对矿粉做正功 C . 带负电的矿粉电势能变大 D . 带正电的矿粉电势能变大

如图所示，充电的两平行金属板间有场强为E的匀强电场和方向与电场垂直（垂直纸面向里）的匀强磁场，磁感应强度为B，构成速度选择器，氕、氘、氚核以相同的动能E_k从两极板中间垂直于电场和磁场射入速度选择器，且氘核沿直线射出，则射出时（）

A . 偏向正极板的是氚核 B . 动能增加的是氕核 C . 动能增加的是氚核 D . 偏向正极板的是氕核

一束几种不同的正离子，垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转．接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束如图．对这些离子，可得出结论（）

A . 它们的动能一定各不相同 B . 它们的电量一定各不相同 C . 它们的质量一定各不相同 D . 它们的荷质比一定各不相同

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 ．平板S下方有磁感应强度为B₀的匀强磁场．下列表述正确的是（）

A . 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 $\text{[math]}$ B . 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C . 质谱仪是一种可测定带电粒子比荷的仪器 D . 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大

如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内（磁场水平向内），有一离子恰能沿直线飞过此区域（不计离子重力）（）

A . 若离子带正电，E方向应向下 B . 若离子带负电，E方向应向上 C . 若离子带正电，E方向应向上 D . 不管离子带何种电，E方向都向下

如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受合外力为零（重力不计），应该加的匀强电场的方向是（）

A . +y方向 B . ﹣y方向 C . ﹣x方向 D . 因不知q的正负，无法确定

图为带电微粒的速度选择器示意图，若使之正常工作，则以下叙述哪个是正确的（）

A . P₁的电势必须高于P₂的电势 B . 从S₂出来的只能是正电荷，不能是负电荷 C . 如果把正常工作时的B和E的方向都改变为原来的相反方向，选择器同样正常工作 D . 匀强磁场的磁感应强度B、匀强电场的电场强度E和被选择的速度v的大小应满足v= $\text{[math]}$

如图所示为一速度选择器，两极板P、Q之间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.一束粒子流(重力不计)以速度v从a沿直线运动到b，则下列说法中正确的是（）

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A . 粒子的带电性质不确定 B . 粒子一定带正电 C . 粒子的速度一定等于 $\text{[math]}$ D . 粒子的速度一定等于 $\text{[math]}$

磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则（）

A . 用电器中的电流方向从B到A B . 用电器中的电流方向从A到B C . 若只减小磁场，发电机的电动势增大 D . 若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大

如图所示，虚线O₁O₂是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为B₁ ，匀强电场的场强为E（电场线没有画出）。照相底片与虚线O₁O₂垂直，其右侧偏转磁场的磁感应强度为B₂。现有一个离子沿着虚线O₁O₂向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动，最后垂直打在照相底片上（不计离子所受重力）。

（1）求该离子沿虚线运动的速度大小v；
（2）求该离子的比荷 $\text{[math]}$ ；
（3）如果带电量都为q的两种同位素离子，沿着虚线O₁O₂射入速度选择器，它们在照相底片的落点间距大小为d，求这两种同位素离子的质量差△m。

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。若速度选择器中电场强度大小为 $\text{[math]}$ ，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为 $\text{[math]}$ 圆弧，圆弧的半径 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$ 、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度 $\text{[math]}$ 沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由 $\text{[math]}$ 点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的 $\text{[math]}$ 点，不计粒子重力。下列说法正确的是（）

A . 速度选择器的极板 $\text{[math]}$ 的电势比极板 $\text{[math]}$ 的低 B . 粒子的速度 $\text{[math]}$ C . 粒子的比荷为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点间的距离为 $\text{[math]}$

如图所示，一束离子从P点垂直射入匀强电场和匀强磁场相互垂直的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向未发生偏转，这些离子从Q点进入另一匀强磁场中分裂为a、b、c三束。关于这三束离子下列说法正确的是（）

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A . a、b、c的速度大小一定相同 B . a、b、c的电量一定不同 C . a、b、c的比荷一定不同 D . a、b、c的动能可能相同

关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是（　　）

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A . 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B . 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极 C . 图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 $\text{[math]}$ D . 图丁是质谱仪的主要原理图。其中 $\text{[math]}$ 在磁场中偏转半径最小的是 $\text{[math]}$

在如图所示的水平平行金属板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，某一不计重力的带电粒子以水平速度v从左侧P孔进入后恰能沿直线运动，下列说法正确的是（　　）

A . 粒子速度大小 $\text{[math]}$ B . 若粒子速度大于v，粒子将向上偏 C . 若粒子从右侧Q孔以水平速度v射入，粒子仍能沿直线运动 D . 若粒子的电荷量增大后，以相同的水平速度v从左侧P孔进入，粒子也将沿直线运动

质谱仪的基本构造如图所示。质量为 $\text{[math]}$ （待测的）、带电量为 $\text{[math]}$ 的离子束由静止经加速电场后，进入速度选择器，速度选择器中有相互垂直的电场强度为 $\text{[math]}$ 的匀强电场和磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，之后进入磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场区域发生偏转。

（1）若该离子的偏转距离为 $\text{[math]}$ ，求离子的质量 $\text{[math]}$ ；
（2）求加速电场的电压；
（3）在一次实验中 $\text{[math]}$ 离子的偏转距离为 $\text{[math]}$ ，另一种带电量相同的氧的同位素离子的偏转距离为 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 离子的质量为 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为原子质量单位），求另一种同位素离子的质量（保留两位小数，用原子质量单位 $\text{[math]}$ 表示）。

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 $\text{[math]}$ 和磁感应强度 $\text{[math]}$ 相互垂直，从 $\text{[math]}$ 点以水平速度 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ C . 若增大 $\text{[math]}$ ，粒子所受的电场力做负功 D . 若粒子从 $\text{[math]}$ 点以水平速度 $\text{[math]}$ 进入器件，也恰好能做直线运动

如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子以不同初速度（不计重力）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 $\text{[math]}$ ，平板S下方有磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。下列表述正确的是（）

A . 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 B . 进入 $\text{[math]}$ 磁场的粒子，在该磁场中运动时间均相等 C . 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 $\text{[math]}$ D . 粒子打在胶片上的位置越远离狭缝P，粒子的比荷越小

如图所示，离子室､加速电场､速度选择器的中心轴线都位于x轴上，y轴的右侧有一半径为a的圆形磁场区域，圆形磁场的圆心坐标为C（a，0）。已知速度选择器的两极板间的匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为B₁、方向垂直纸面向里。圆形磁场的磁感应强度为B₂（大小未知），方向垂直纸面向外。某次实验时离子室内充有大量同种阴离子，经加速电场加速后沿速度选择器的中轴线射出，并从坐标原点O进入圆形磁场区域，且离子刚好经过P（a，a）点，离子的比荷为k，离子重力忽略不计。

（1）求离子进入右侧圆形磁场时的速率大小；
（2）求圆形磁场的磁感应强度B₂；
（3）调整右侧圆形磁场的磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ ，求离子离开圆形磁场后轨迹与y轴交点的位置。

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