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高中 | 霍尔元件题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第三章 磁场
3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动
霍尔元件
如图所示,甲是质谱仪,乙是磁流体发电机,丙是速度选择器,丁是霍尔元件,下列说法正确的是$(\qquad)$
甲图中,在三种同位素由静止加速进入磁场所形成的三条质谱线中,$c$对应的比荷最小
","乙图中,可判断出$A$极板是发电机的正极
","丙图中,粒子沿直线通过速度选择器时,粒子的速度与粒子的电荷量有关
","丁图中,若导体为金属,则稳定时$C$板电势低
"]$\rm A$.甲图粒子在电场中被加速,由动能定理得$qU=\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}$
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得$qvB=m\dfrac{{{v}^{2}}}{r}$
粒子轨道半径$r=\dfrac{1}{B}\sqrt{\dfrac{2mU}{q}}$,在三种同位素由静止加速进入磁场所形成的三条质谱线中,$c$对应的比荷最大,故$\rm A$错误;
$\rm B$.乙图由左手定则可知,带正电的粒子偏向下极板,则可判断出$A$极板是发电机的负极,故$\rm B$错误;
$\rm C$.丙图中粒子沿直线通过速度选择器,则$qvB=qE$可得$v=\dfrac{E}{B}$,则粒子沿直线通过速度选择器时,粒子的速度与粒子的电荷量无关,故$\rm C$错误;
$\rm D$.丁图中若导体为金属,由左手定则可知,电子偏向$C$极板,则稳定时$C$板电势低,故$\rm D$正确。
故选:$\rm D$。
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