1.4质谱仪与回旋加速器基础巩固练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.4质谱仪与回旋加速器基础巩固练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 621.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 08:36:26 | ||
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文档简介
1.4质谱仪与回旋加速器基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如图所示。把两板与外电阻R连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流。设该气流的导电率（电阻率的倒数）为σ，则（ ）
A．该磁流体发电机模型的内阻为
B．产生的感应电动势为E＝Bav
C．该磁流体发电机模型的路端电压为
D．流过外电阻R的电流强度I＝
2．2020年新冠肺炎爆发后，我国P4实验室为研制新冠疫苗做出了重大贡献。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，若M、N两点间的电压为U。下列说法正确的是（ ）
A．M点的电势高于N点的电势
B．排放废液的流速为
C．排放废液的流量为
D．若废液中正、负离子的浓度增大，M、N间的电势差会增大
3．如图所示的平行板之间，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子（不计重力）射入后发生偏转的情况不同。这种器件能把具有特定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器。下列关于速度选择器的说法正确的是（ ）
A．这个特定速度与粒子的质量有关
B．这个特定速度与粒子的比荷有关
C．从右向左以特定速度射入的粒子有可能沿直线穿出速度选择器
D．从左向右以特定速度射入的粒子才能沿直线穿出速度选择器
4．如图所示为质谱仪的原理示意图，带电粒子经加速电场加速，经速度选择器沿直线运动刚好从P点垂直偏转磁场边界进入磁场，经磁场偏转打在荧光屏A1A2上，若加速电压减小为原来的0.8倍，通过调节速度选择器两板间的电压，粒子仍能从P点射入偏转磁场，则（ ）
A．速度选择器两板间电压减小为原来的0.8倍
B．粒子在偏转磁场中运动的时间减小为原来的0.8倍
C．粒子打在荧光屏上的动能减小为原来的0.8倍
D．粒子在偏转磁场中做圆周运动半径减小为原来的0.8倍
5．如图所示，在某位置上空同时存在着匀强电场与匀强磁场(计重力)，一质量为m的带正电小球，在该区域内沿水平方向向右做匀速直线运动，关于电场与磁场的分布情况不可能的是（ ）
A．电场水平向右，磁场垂直纸面向里
B．电场竖直向上，磁场垂直纸面向里
C．电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v垂直
D．该处电场方向和磁场方向重合
6．如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长的固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为+q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）
A．小球的加速度先增大后不变
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
7．如图为速度选择器示意图，P1、P2为其两个极板。某带电粒子电荷量为q，以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子一定带正电
B．该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出
C．该粒子以速度3v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
D．该粒子电荷量变为3q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
8．为监测化工厂的污水排放量，环保部门在化工厂的排污管末端安装了如图所示的圆管状电磁流量计，该装置由非磁性的绝缘材料制成，圆管内径为d，a、b是圆管内同一条直径上的两端点，外加磁感应强度为B、方向垂直圆管直径的匀强磁场，当充满管口的含有大量带电离子的污水从左向右流经圆管时，测得a、b两点间的电势差为u，若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），则Q与u的关系式为
A． B． C． D．Q=u
9．如图所示，将一长方体金属导体A1B1C1D1-A2B2C2D2放在沿x轴正方向的匀强磁场中，并通有沿y轴正方向的电流，电流强度为I．已知A1B1=a，A1D1=b，A1A2=c，导体单位体积中的自由电子数为n， 电子电量为e，导体上、下两表面间的电压为U．则下列判断正确的是 ( )
A．自由电子的定向移动的平均速率为
B．上表面A1B1C1D1的电势比下表面A2B2C2D2高
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．匀强磁场的磁感应强度大小为
10．一个带正电的小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成θ角，所在空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于杆且斜向上的匀强磁场，如图所示，小球沿杆向下运动，通过a点时速度是4m/s，到达c点时速度减为零，b是ac的中点，在小球运动过程中（ ）
A．小球通过b点的速度为2m/s
B．小球的电势能的增加量一定大于重力势能的减少量
C．绝缘直杆对小球的作用力垂直于小球的运动方向
D．到达c点后小球可能沿杆向上运动
11．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，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（ ）
A．离子从电场中获得能量
B．离子从磁场中获得能量
C．带电粒子的运动周期是变化的
D．增大加速电压可使粒子射出时的动能增加
12．如图甲是用来加速带电粒子的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，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断不正确的是（ ）
A．在Ek－t图中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1
B．高频电源的变化周期应该等于tn－tn－1
C．若用该回旋加速器分别加速不同的带电粒子，可能要调节交变电场的频率
D．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径
13．如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正的电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动．现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球所带电荷量不变，在小球由静止下滑的过程中（ ）
A．小球的加速度恒定不变．
B．小球的加速度先减小，后增大．
C．小球的速度先增大，后匀速下落．
D．棒对小球弹力的大小不变．
14．质量为m、带电量为q的小球，从固定的倾角为的粗糙绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中不正确的是（ ）
A．小球带正电
B．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
C．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
D．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为
15．如图所示，将质量为m的带正电小球，从固定在竖直平面内的，半径为R的光滑绝缘圆弧轨道A处，由静止释放，直径水平，在竖直直径的右侧存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场（图中均未标出），电场力与重力大小相等，下列说法错误的是（ ）
A．小球沿轨道运动的最大速度
B．小球在轨道右侧向上运动的过程中不会脱离轨道
C．小球沿轨道最高到达弧的中点
D．撤去磁场，小球在右侧运动时不会脱离轨道
二、填空题（共4题）
16．如图是用来加速带电粒子的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，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，以达到加速粒子的目的．已知D形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速．根据回旋加速器的这些数据，可知该粒子离开回旋加速器时获得的动能为_________；若提高高频电源的电压，粒子离开回旋加速器的动能将_________．（填“增大”、“减小”或“不变”）
17．如图所示，质量为m，电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场，若微粒在复合场中做直线运动，则粒子带_____电，电场强度____．
18．某一回旋加速器，两半圆形金属盒的半径为R，它们之间的电压为U，所处的磁场的感应强度为B，带电粒子的质量为m，电荷量为q，则带电粒子所能获得的最大动能为__________
19．在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过。供下列各小题选择的答案有：
A．不偏转B．向上偏转C．向下偏转D．向纸内或纸外偏转
（1）若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将______；
（2）若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将______；
（3）若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入时，质子将______；
（4）若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央射入时，电子将______。
综合题（共4题）
20．“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e的霍尔元件接入电路，如图甲所示，电流为I，方向向右，长方体霍尔元件长、宽、高分别为a=6.00 mm、b=5.00 mm、c=0.20 mm，处于竖直向上的恒定匀强磁场中。
（1）前后极板M、N，电势较高的是________（填“M极”或“N极”）。
（2）某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的UH值，如表所示：
I/mA 1.3 2.2 3.0 3.7 4.4
UH/mV 10.2 17.3 23.6 29.1 34.6
请根据表格中的数据，在坐标乙中画出UHI图像（______）。已知该霍尔元件单位体积中自由载流子个数为n=6.25×1019 m－3，则根据图像，由公式I=nebcv，可算出磁场B=______T（保留2位有效数字）。
（3）有同学认为代表了霍尔元件的电阻，请问这种想法正确吗？请说明理由：____________。
21．如图所示，在平面直角坐标系xOy中，y轴左侧有两个正对的极板，极板中心在x轴上，板间电压U0＝1×102V，右侧极板中心有一小孔，左侧极板中心有一个粒子源，能向外释放电荷量q＝1.6×10－8C、质量m＝3.2×10－10kg的粒子（粒子的重力、初速度忽略不计）；y轴右侧以O点为圆心、半径为R＝m的半圆形区域内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场（电场未画出），匀强磁场的的磁感应强度为B＝2T，粒子经电场加速后进入y轴右侧，能沿x轴做匀速直线运动从P点射出。
(1)求匀强电场的电场强度的大小和方向；
(2)若撤去磁场，粒子在场区边缘M点射出电场，求粒子在电场中的运动时间和到M点的坐标；
22．人类通过对放射性元素的探索来获取核能的秘密，如图第三象限的密闭装置即为研究所研究核反应的某种设备，在第二象限存在沿x轴正向的匀强电场，场强为E，第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，钚的放射性同位素放置在密闭容器中，静止时衰变为铀核和α粒子，并放出γ光子，α粒子的质量为4m带电量为2e，从电场中坐标为（－L，0）的A点沿+y方向射出，粒子从y轴上坐标为（0，2L）的B处射入磁场，然后垂直打在x轴上C点的底片上，测得底片上C点到坐标原点0的距离为。
(1)写出钚的衰变方程；
(2)α粒子射入电场时的初速度大小；
(3)粒子从A点到C点所经历的时间。
23．如图所示,在xOy坐标系中,坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小均为v0,在0（1）α粒子通过电场和磁场边界mn时的速度大小及距y轴的最大距离？
（2）磁感应强度B的大小？
（3）将ab板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上？此时ab板上被α粒子打中的区域的长度是多少？
参考答案
1．D
2．C
3．D
4．C
5．A
6．C
7．D
8．A
9．B
10．D
11．A
12．B
13．C
14．C
15．A
16． 不变
17．正或负
18．
19．A A B C
20．M极 0.016 不正确，电流I不是由UH产生的
21．(1)200N/m ，y轴负方向；(2)0.01s，（1m，-0.5m）。
22．(1)；(2) ；(3)
23．（1），；（2）；（3），
一、选择题（共15题）
1．磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行板，彼此相距L，板间通入已电离的速度为v的气流，两板间存在一磁感应强度大小为B的磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如图所示。把两板与外电阻R连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流。设该气流的导电率（电阻率的倒数）为σ，则（ ）
A．该磁流体发电机模型的内阻为
B．产生的感应电动势为E＝Bav
C．该磁流体发电机模型的路端电压为
D．流过外电阻R的电流强度I＝
2．2020年新冠肺炎爆发后，我国P4实验室为研制新冠疫苗做出了重大贡献。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，若M、N两点间的电压为U。下列说法正确的是（ ）
A．M点的电势高于N点的电势
B．排放废液的流速为
C．排放废液的流量为
D．若废液中正、负离子的浓度增大，M、N间的电势差会增大
3．如图所示的平行板之间，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子（不计重力）射入后发生偏转的情况不同。这种器件能把具有特定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器。下列关于速度选择器的说法正确的是（ ）
A．这个特定速度与粒子的质量有关
B．这个特定速度与粒子的比荷有关
C．从右向左以特定速度射入的粒子有可能沿直线穿出速度选择器
D．从左向右以特定速度射入的粒子才能沿直线穿出速度选择器
4．如图所示为质谱仪的原理示意图，带电粒子经加速电场加速，经速度选择器沿直线运动刚好从P点垂直偏转磁场边界进入磁场，经磁场偏转打在荧光屏A1A2上，若加速电压减小为原来的0.8倍，通过调节速度选择器两板间的电压，粒子仍能从P点射入偏转磁场，则（ ）
A．速度选择器两板间电压减小为原来的0.8倍
B．粒子在偏转磁场中运动的时间减小为原来的0.8倍
C．粒子打在荧光屏上的动能减小为原来的0.8倍
D．粒子在偏转磁场中做圆周运动半径减小为原来的0.8倍
5．如图所示，在某位置上空同时存在着匀强电场与匀强磁场(计重力)，一质量为m的带正电小球，在该区域内沿水平方向向右做匀速直线运动，关于电场与磁场的分布情况不可能的是（ ）
A．电场水平向右，磁场垂直纸面向里
B．电场竖直向上，磁场垂直纸面向里
C．电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v垂直
D．该处电场方向和磁场方向重合
6．如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长的固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为+q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）
A．小球的加速度先增大后不变
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
7．如图为速度选择器示意图，P1、P2为其两个极板。某带电粒子电荷量为q，以速度v0从S1射入，恰能沿虚线从S2射出。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子一定带正电
B．该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出
C．该粒子以速度3v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
D．该粒子电荷量变为3q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
8．为监测化工厂的污水排放量，环保部门在化工厂的排污管末端安装了如图所示的圆管状电磁流量计，该装置由非磁性的绝缘材料制成，圆管内径为d，a、b是圆管内同一条直径上的两端点，外加磁感应强度为B、方向垂直圆管直径的匀强磁场，当充满管口的含有大量带电离子的污水从左向右流经圆管时，测得a、b两点间的电势差为u，若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），则Q与u的关系式为
A． B． C． D．Q=u
9．如图所示，将一长方体金属导体A1B1C1D1-A2B2C2D2放在沿x轴正方向的匀强磁场中，并通有沿y轴正方向的电流，电流强度为I．已知A1B1=a，A1D1=b，A1A2=c，导体单位体积中的自由电子数为n， 电子电量为e，导体上、下两表面间的电压为U．则下列判断正确的是 ( )
A．自由电子的定向移动的平均速率为
B．上表面A1B1C1D1的电势比下表面A2B2C2D2高
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．匀强磁场的磁感应强度大小为
10．一个带正电的小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成θ角，所在空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于杆且斜向上的匀强磁场，如图所示，小球沿杆向下运动，通过a点时速度是4m/s，到达c点时速度减为零，b是ac的中点，在小球运动过程中（ ）
A．小球通过b点的速度为2m/s
B．小球的电势能的增加量一定大于重力势能的减少量
C．绝缘直杆对小球的作用力垂直于小球的运动方向
D．到达c点后小球可能沿杆向上运动
11．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，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是（ ）
A．离子从电场中获得能量
B．离子从磁场中获得能量
C．带电粒子的运动周期是变化的
D．增大加速电压可使粒子射出时的动能增加
12．如图甲是用来加速带电粒子的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，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断不正确的是（ ）
A．在Ek－t图中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1
B．高频电源的变化周期应该等于tn－tn－1
C．若用该回旋加速器分别加速不同的带电粒子，可能要调节交变电场的频率
D．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径
13．如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正的电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动．现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球所带电荷量不变，在小球由静止下滑的过程中（ ）
A．小球的加速度恒定不变．
B．小球的加速度先减小，后增大．
C．小球的速度先增大，后匀速下落．
D．棒对小球弹力的大小不变．
14．质量为m、带电量为q的小球，从固定的倾角为的粗糙绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中不正确的是（ ）
A．小球带正电
B．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
C．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
D．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为
15．如图所示，将质量为m的带正电小球，从固定在竖直平面内的，半径为R的光滑绝缘圆弧轨道A处，由静止释放，直径水平，在竖直直径的右侧存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场（图中均未标出），电场力与重力大小相等，下列说法错误的是（ ）
A．小球沿轨道运动的最大速度
B．小球在轨道右侧向上运动的过程中不会脱离轨道
C．小球沿轨道最高到达弧的中点
D．撤去磁场，小球在右侧运动时不会脱离轨道
二、填空题（共4题）
16．如图是用来加速带电粒子的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，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，以达到加速粒子的目的．已知D形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速．根据回旋加速器的这些数据，可知该粒子离开回旋加速器时获得的动能为_________；若提高高频电源的电压，粒子离开回旋加速器的动能将_________．（填“增大”、“减小”或“不变”）
17．如图所示，质量为m，电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场，若微粒在复合场中做直线运动，则粒子带_____电，电场强度____．
18．某一回旋加速器，两半圆形金属盒的半径为R，它们之间的电压为U，所处的磁场的感应强度为B，带电粒子的质量为m，电荷量为q，则带电粒子所能获得的最大动能为__________
19．在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过。供下列各小题选择的答案有：
A．不偏转B．向上偏转C．向下偏转D．向纸内或纸外偏转
（1）若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将______；
（2）若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将______；
（3）若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入时，质子将______；
（4）若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央射入时，电子将______。
综合题（共4题）
20．“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e的霍尔元件接入电路，如图甲所示，电流为I，方向向右，长方体霍尔元件长、宽、高分别为a=6.00 mm、b=5.00 mm、c=0.20 mm，处于竖直向上的恒定匀强磁场中。
（1）前后极板M、N，电势较高的是________（填“M极”或“N极”）。
（2）某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的UH值，如表所示：
I/mA 1.3 2.2 3.0 3.7 4.4
UH/mV 10.2 17.3 23.6 29.1 34.6
请根据表格中的数据，在坐标乙中画出UHI图像（______）。已知该霍尔元件单位体积中自由载流子个数为n=6.25×1019 m－3，则根据图像，由公式I=nebcv，可算出磁场B=______T（保留2位有效数字）。
（3）有同学认为代表了霍尔元件的电阻，请问这种想法正确吗？请说明理由：____________。
21．如图所示，在平面直角坐标系xOy中，y轴左侧有两个正对的极板，极板中心在x轴上，板间电压U0＝1×102V，右侧极板中心有一小孔，左侧极板中心有一个粒子源，能向外释放电荷量q＝1.6×10－8C、质量m＝3.2×10－10kg的粒子（粒子的重力、初速度忽略不计）；y轴右侧以O点为圆心、半径为R＝m的半圆形区域内存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场（电场未画出），匀强磁场的的磁感应强度为B＝2T，粒子经电场加速后进入y轴右侧，能沿x轴做匀速直线运动从P点射出。
(1)求匀强电场的电场强度的大小和方向；
(2)若撤去磁场，粒子在场区边缘M点射出电场，求粒子在电场中的运动时间和到M点的坐标；
22．人类通过对放射性元素的探索来获取核能的秘密，如图第三象限的密闭装置即为研究所研究核反应的某种设备，在第二象限存在沿x轴正向的匀强电场，场强为E，第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，钚的放射性同位素放置在密闭容器中，静止时衰变为铀核和α粒子，并放出γ光子，α粒子的质量为4m带电量为2e，从电场中坐标为（－L，0）的A点沿+y方向射出，粒子从y轴上坐标为（0，2L）的B处射入磁场，然后垂直打在x轴上C点的底片上，测得底片上C点到坐标原点0的距离为。
(1)写出钚的衰变方程；
(2)α粒子射入电场时的初速度大小；
(3)粒子从A点到C点所经历的时间。
23．如图所示,在xOy坐标系中,坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小均为v0,在0
（2）磁感应强度B的大小？
（3）将ab板至少向下平移多大距离才能使所有的粒子均能打到板上？此时ab板上被α粒子打中的区域的长度是多少？
参考答案
1．D
2．C
3．D
4．C
5．A
6．C
7．D
8．A
9．B
10．D
11．A
12．B
13．C
14．C
15．A
16． 不变
17．正或负
18．
19．A A B C
20．M极 0.016 不正确，电流I不是由UH产生的
21．(1)200N/m ，y轴负方向；(2)0.01s，（1m，-0.5m）。
22．(1)；(2) ；(3)
23．（1），；（2）；（3），