資源簡介

第一章　專題提升二　洛倫茲力與現(xiàn)代科技
(分值：100分)
選擇題1～8題，每小題10分，共80分。
基礎對點練
題組一　速度選擇器
1.在如圖所示的平行板器件中(極板長度有限)，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(　　)
一定帶正電
速度v＝
若速度v>，粒子一定不能從板間射出
若此粒子從右端沿虛線方向射入，仍做直線運動
2.(多選)如圖所示是一個速度選擇器，它由兩塊平行金屬板構成，兩板間距為d，工作時在兩板上加一定電壓U，使兩板間形成勻強電場，同時還需要在兩板間垂直于電場方向上加一勻強磁場，磁感應強度大小為B，當質量為m、電荷量為＋q的粒子從O點以速度v0進入速度選擇器時，恰好可以沿中線OO′做勻速直線運動，粒子重力可忽略不計。下列判斷正確的是(　　)
勻強磁場方向垂直紙面向里
v0＝
當粒子質量不變，帶電荷量加倍時粒子會向上偏轉
當粒子質量不變，帶電荷量為－q時粒子會向下偏轉
題組二　磁流體發(fā)電機
3.(2024·廣東實驗中學開學考試)如圖為磁流體發(fā)電機的原理圖，等離子體束(含有正、負離子)以某一速度垂直噴射入由一對磁極C、D產生的勻強磁場中，A、B是一對平行于磁場放置的金屬板。穩(wěn)定后電流表中的電流從“＋”極流向“－”極，由此可知(　　)
D磁極為N極
正離子向B板偏轉
負離子向D磁極偏轉
離子在磁場中偏轉過程洛倫茲力對其做正功
4.如圖所示為等離子體發(fā)電機的示意圖。高溫燃燒室產生的大量的正、負離子被加速后垂直于磁場方向噴入發(fā)電通道的磁場中。在發(fā)電通道中有兩塊相距為d的平行金屬板，兩金屬板外接電阻R。若磁場的磁感應強度為B，等離子體進入磁場時的速度為v，系統(tǒng)穩(wěn)定時發(fā)電通道的電阻為r。則下列表述正確的是(　　)
上金屬板為發(fā)電機的負極，電路中電流為
下金屬板為發(fā)電機的正極，電路中電流為
上金屬板為發(fā)電機的正極，電路中電流為
下金屬板為發(fā)電機的負極，電路中電流為
題組三　電磁流量計
5.(2024·北京房山高二期中)在實驗室中有一種污水流量計，其原理可以簡化為如圖所示模型：廢液內含有大量正、負離子，從直徑為d的圓柱形容器右側流入，左側流出，流量值Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積。空間有垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，下列說法正確的是(　　)
當污水中離子濃度升高時，MN兩點間電壓將增大
磁感應強度B不變，當污水流速恒定時，MN兩點間電壓U為零
測出磁感應強度B及MN兩點間電壓U的值，就能夠推算污水的流量
測出磁感應強度B、直徑d及MN兩點間電壓U的值，就能推算污水的流量
6.醫(yī)生做某些特殊手術時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度。電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示。由于血液中的正、負離子隨血流一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差。在達到平衡時，血管內部的電場可看作勻強電場，血液中的離子所受的靜電力和磁場力的合力為零。在某次監(jiān)測中，兩觸點的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160 μV，磁感應強度的大小為0.04 T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負為(　　)
1.3 m/s，a正、b負
2.7 m/s，a正、b負
1.3 m/s，a負、b正
2.7 m/s，a負、b正
綜合提升練
7.(多選)(2024·湖北荊州高二統(tǒng)考)磁流體發(fā)電技術就是把燃料(石油、天然氣、燃煤、核能等)直接加熱成易于電離的氣體，使之在2 000 ℃的高溫下電離成導電的離子流，以極高的速度噴射到磁場中去，利用磁場對帶電流體產生的作用，從而形成電流，其原理圖如圖所示。已知等離子體射入的初速度為v0，勻強磁場磁感應強度大小為B，平行金屬板A、B的長度為a、寬度為b、間距為L，金屬板A、B的寬度為b的邊外接阻值為R的定值電阻，穩(wěn)定后，等離子體均勻分布在金屬板A、B之間，且電阻率為ρ，不計離子的重力及離子間的相互作用，下列說法正確的是(　　)
電流從金屬板B流經電阻R到金屬板A
將磁流體發(fā)電機看成是電源，則電源內阻r＝ρ
電流表的讀數(shù)為I＝
將金屬板A、B水平旋轉90°，再將阻值為R的電阻接在金屬板長度為a的邊兩端，電流表的讀數(shù)不變
8.(2024·山東臨沂高二期末)電磁流量計是隨著電子技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。主要有直流式和感應式兩種。如圖所示直流式電磁流量計，外加磁感應強度為B的水平勻強磁場垂直于管軸，在豎直徑向a、b處裝有兩個電極，用來測量含有大量正、負離子的液體通過磁場時所產生的電勢差大小U。液體的流量Q可表示為Q＝·，其中d為管道直徑，k為修正系數(shù)，用來修正導出公式時未計及的因素(如流量計管道內的流速并不均勻等)的影響。那么A應該為(　　)
恒定常數(shù)
管道的橫截面積
液體的流速
液體中單位時間內流過某一橫截面的電荷量
培優(yōu)加強練
9.(20分)如圖所示是磁流體發(fā)電機的裝置，a、b組成一對平行電極，兩板間距為d，板平面的面積為S，內有磁感應強度為B的勻強磁場。現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，而整體呈中性)垂直噴入磁場，每個離子的速度為v，負載電阻的阻值為R，當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，負載電阻中的電流為I，求：
(1)(6分)a、b兩板哪塊板的電勢高；
(2)(6分)磁流體發(fā)電機的電動勢E；
(3)(8分)兩板間等離子體的電阻率ρ。
專題提升二　洛倫茲力與現(xiàn)代科技
1.B　[若粒子帶負電，則受到豎直向上的靜電力和豎直向下的洛倫茲力，可以做直線運動；若粒子帶正電，則受到豎直向下的靜電力和豎直向上的洛倫茲力，可以做直線運動，A錯誤；因為該粒子做直線運動，所以在豎直方向上所受合力為零，故qE＝qvB，得v＝，B正確；若v>，則qvB>qE，粒子偏轉，做曲線運動，粒子可能從板間射出，也可能打在極板上，C錯誤；若此粒子從右端沿虛線方向射入平行板，靜電力與洛倫茲力沿同一方向，粒子不能做直線運動，D錯誤。]
2.AB　[速度選擇器中粒子做勻速直線運動，靜電力和洛倫茲力等大反向，可判斷勻強磁場方向垂直紙面向里，A正確；粒子受力平衡應滿足qv0B＝q，得v0＝，B正確；根據(jù)qv0B＝q，可知粒子運動與q和m無關，C錯誤；當粒子帶負電時，靜電力和洛倫茲力均反向，粒子仍受力平衡，不會偏轉，D錯誤。]
3.A　[根據(jù)電流的方向知，A板帶正電，B板帶負電，正離子向A板偏轉，負離子向B板偏轉。根據(jù)左手定則知，D磁極為N極，C磁極為S極，選項A正確，B、C錯誤；因為洛倫茲力的方向與速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功，選項D錯誤。]
4.C　[根據(jù)左手定則可知，正離子受到的洛倫茲力向上，所以上金屬板帶正電，即上板為正極。穩(wěn)定后有q＝qvB，解得E＝Bdv，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得I＝＝，故選項C正確。]
5.D　[根據(jù)左手定則，正離子向下偏轉，負離子向上偏轉，當洛倫茲力等于靜電力時qvB＝q，則U＝dvB，可知，當污水中離子濃度升高時，MN兩點間電壓不變，A錯誤；由A項分析可知，MN兩點間電壓U不為零，B錯誤；流量值為Q＝＝Sv＝·＝，需要測出磁感應強度、直徑和電勢差才能算出流量值，C錯誤，D正確。]
6.A　[血液中正、負離子流動時，根據(jù)左手定則，正離子受到向上的洛倫茲力，負離子受到向下的洛倫茲力，所以正離子向上偏轉，負離子向下偏轉，則a極帶正電，b極帶負電。最終血液中的離子所受的靜電力和磁場力的合力為零，有q＝qvB，所以v＝＝ m/s≈1.3 m/s。故A正確，B、C、D錯誤。]
7.ACD　[由左手定則可知，正電荷受到向下的洛倫茲力而向下偏轉，在金屬板B上聚集，故金屬板B為正極，電流從金屬板B流經電阻R到金屬板A，A正確；將磁流體發(fā)電機看成是電源，由電阻定律可知電源內阻r＝ρ，B錯誤；電路中的電流穩(wěn)定后，電荷受到的洛倫茲力和靜電力大小相等，即q＝qv0B，整個回路的電流I＝，聯(lián)立解得I＝，C正確；由以上分析可知，電流的大小只與金屬板的面積有關，故旋轉兩金屬板，并將阻值為R的電阻接在金屬板A、B的長度為a的邊兩端后，電流表的讀數(shù)不變，D正確。]
8.B　[由圖可知，含有大量正、負離子的液體從入口進入管道，根據(jù)左手定則可知，帶正電的離子向上偏轉，帶負電的離子向下偏轉，當顯示器的示數(shù)穩(wěn)定時，則在管道內形成向下的勻強電場，則有qvB＝qE，而E＝，流量Q＝Sv，聯(lián)立解得Q＝，所以Q＝·式中的A應該為管道的橫截面積S，故B正確。]
9.(1)a板　(2)Bdv　(3)
解析　(1)根據(jù)左手定則，正離子向上偏轉，所以a板帶正電，電勢高。
(2)穩(wěn)定發(fā)電時，若外電路斷開，則離子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡狀態(tài)，有qvB＝q
解得E＝Bdv。
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I＝
r為板間等離子體的電阻，且r＝ρ
聯(lián)立解得電阻率ρ的表達式為
ρ＝。專題提升二　洛倫茲力與現(xiàn)代科技
學習目標　1.知道速度選擇器、磁流體發(fā)電機、電磁流量計、霍爾元件的工作原理。2.學會應用工作原理解決實際問題。
提升1　速度選擇器
1.作用：能把具有一定速度的粒子選擇出來。
2.工作原理：如圖，兩極板間存在勻強電場和勻強磁場，二者方向互相垂直，帶電粒子從左側平行于極板射入，不計粒子重力。帶電粒子沿虛線做勻速直線運動時，受到的靜電力和洛倫茲力大小相等，方向相反，有qE＝qvB，得v＝。
3.速度選擇器的特點
(1)v的大小v＝，速度選擇器只對選擇的粒子的速度有要求，而對粒子的質量、電荷量大小及帶電正、負無要求。
(2)當v>時，粒子向F洛方向偏轉，F(xiàn)電做負功，粒子的動能減小，電勢能增大。
(3)當v<時，粒子向F電方向偏轉，F(xiàn)電做正功，粒子的動能增大，電勢能減小。
(4)速度選擇器只能單向選擇：若粒子從另一方向射入，則不能穿出速度選擇器。
例1 如圖所示，兩個平行金屬板M、N間為一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場方向由M板指向N板，磁場方向垂直紙面向里，OO′為距離兩極板相等且平行兩極板的直線。一質量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，以速度v0從O點射入，沿OO′方向勻速通過場區(qū)，不計帶電粒子的重力，則以下說法正確的是 (　　)
A.電荷量為－q的粒子以速度v0從O點沿OO′方向射入時，不能勻速通過場區(qū)
B.電荷量為2q的粒子以速度v0從O點沿OO′方向射入時，不能勻速通過場區(qū)
C.保持電場強度和磁感應強度大小不變，方向均與原來相反，則粒子仍能勻速通過場區(qū)
D.粒子以速度v0從右側的O′點沿O′O方向射入，粒子仍能勻速通過場區(qū)
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提升2　磁流體發(fā)電機
1.原理：磁流體發(fā)電機的發(fā)電原理圖如圖甲所示，其平面圖如圖乙所示。
設帶電粒子的運動速度為v，帶電荷量為q，勻強磁場的磁感應強度為B，M、N極板間距離為d，極板間電壓為U，當粒子(不計重力)勻速直線通過時，根據(jù)FB＝FE，有qvB＝qE＝，得U＝Bdv。
2.電源的電動勢：外電路斷開時，電源電動勢的大小等于路端電壓，故此磁流體發(fā)電機的電動勢為E＝U＝Bdv。
3.電源正、負極的判斷：根據(jù)左手定則可判斷，正離子向M極板偏轉，M極板積聚正離子，電勢高，為發(fā)電機正極，N極板積聚負離子，電勢低，為發(fā)電機負極。
4.電源內阻：r＝ρ。
例2 (多選)如圖所示是磁流體發(fā)電機的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個很強的磁場。一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子)沿垂直于磁場的方向噴入磁場。把P、Q與電阻R相連接，下列說法正確的是(　　)
A.Q板的電勢高于P板的電勢
B.R中有由a向b方向的電流
C.增加等離子體中帶電粒子個數(shù)，R中電流保持不變
D.若只增大P、Q間距離，R中電流增大
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提升3　電磁流量計
1.作用：測量管道內帶電液體的流量
2.工作原理：如圖甲、乙所示的是電磁流量計的示意圖。
設圓管的直徑為D，磁感應強度為B，a、b兩點間的電勢差是由于導電液體中電荷受到洛倫茲力作用，在管壁的上、下兩側堆積產生的。到一定程度后，a、b兩點間的電勢差達到穩(wěn)定值U，上、下兩側堆積的電荷不再增多，此時，洛倫茲力和靜電力平衡，有qvB＝qE＝q，所以v＝，又圓管的橫截面積S＝πD2，故流量Q＝Sv＝。根據(jù)左手定則可判知φa<φB。
例3 (多選)(2024·四川成都高二期末)某污水處理站的管道中安裝了如圖所示的電磁流量計，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，磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于上表面向下，前后兩面的內側固定有薄金屬板作為電極。含有大量正負離子(離子重力不計)的污水充滿管道從左向右流經該裝置時，電壓表所顯示的兩電極間的電壓為U，則(　　)
A.電磁流量計后表面的電勢高于前表面的電勢
B.污水的流速v＝
C.污水的流速v＝
D.若僅增大污水中正負離子的濃度，則兩電極間的電壓U將增大
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
隨堂對點自測
1.(速度選擇器)如圖所示為速度選擇器示意圖，P1、P2為其兩個極板且水平放置。某帶電粒子帶電荷量為q，以速度v0從S1射入，恰能沿虛線從S2射出。不計粒子重力，下列說法正確的是(　　)
A.該粒子一定帶正電
B.若該粒子以速度v0從S2射入，也能沿虛線從S1射出
C.若該粒子以速度2v0從S1射入，仍能沿虛線從S2射出
D.若該粒子帶電荷量變?yōu)?q，以速度v0從S1射入，仍能沿虛線從S2射出
2.(磁流體發(fā)電機)(多選)磁流體發(fā)電是一項新興技術，如圖是磁流體發(fā)電機的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個很強的勻強磁場，磁感應強度大小為B。將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子)垂直于磁場的方向噴入磁場，每個離子的速度都為v，電荷量大小都為q，A、B兩板間距為d，穩(wěn)定時，下列說法中正確的是 (　　)
A.電流從A板經電阻流向B板
B.圖中B板是電源的正極
C.電源的電動勢為Bvd
D.增大磁感應強度可以增大電路中的電流
3.(電磁流量計)(多選)為監(jiān)測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。在垂直于上下表面方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場，在前、后兩個內側面分別固定有金屬板作為電極。污水充滿管口從左向右流經該裝置時，接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩極間的電壓U。若用Q表示污水流量(單位時間內排出的污水體積)，下列說法中正確的是(　　)
A.N端的電勢比M端的高
B.若污水中正、負離子數(shù)相同，則流量計前、后表面的電勢差為零
C.電壓表的示數(shù)U跟a和b都成正比，跟c無關
D.電壓表的示數(shù)U跟污水的流量Q成正比
專題提升二　洛倫茲力與現(xiàn)代科技
提升1
例1 C　[由題意知帶正電的粒子能從左向右勻速通過場區(qū)，則豎直向上的洛倫茲力與豎直向下的靜電力平衡，有qE＝qv0B，解得v0＝，可知平衡條件與電荷量的多少無關，因此電荷量為－q和2q的粒子以速度v0入射，都能從左向右勻速通過場區(qū)，A、B錯誤；當電場方向與磁場方向都與原來相反時，粒子所受靜電力和洛倫茲力的方向仍相反，所以粒子以速度v0從O點沿OO′方向射入時仍能勻速通過場區(qū)，C正確；若粒子以速度v0從右側的O′點沿O′O方向射入，粒子受到豎直向下的靜電力與豎直向下的洛倫茲力，不能平衡，因此不能勻速通過場區(qū)，D錯誤。]
提升2
例2 BCD　[等離子體進入磁場，根據(jù)左手定則可知，正離子向上偏，打在上極板上，而負離子向下偏，打在下極板上，所以上極板帶正電，下極板帶負電，則P板的電勢高于Q板的電勢，流過電阻的電流方向由a到b，A錯誤，B正確；根據(jù)穩(wěn)定時靜電力大小等于洛倫茲力，即q＝qvB，則有U＝Bdv，由歐姆定律得I＝＝，則增加等離子體中帶電粒子個數(shù)，R中電流保持不變，若只增大P、Q間距離，R中電流變大，C、D正確。]
提升3
例3 AB　[含有大量正負離子(離子重力不計)的污水充滿管道從左向右流經該裝置時，根據(jù)左手定則，正離子向后表面偏轉，負離子向前表面偏轉，后表面的電勢高于前表面的電勢，A正確；當前、后表面粒子聚集到一定程度時，粒子不再發(fā)生偏轉，由平衡條件得qvB＝qE，前后表面間的場強E＝，聯(lián)立解得v＝，B正確，C錯誤；由于U＝Bbv，則兩電極間的電壓U與污水流速有關，流速越大，電壓U越大，而與污水中正負離子的濃度無關，D錯誤。]
隨堂對點自測
1.D　[不論粒子帶電性質如何，靜電力和洛倫茲力都平衡，所以粒子帶電性質無法判斷，A錯誤；若從S2射入，假設粒子帶正電，則靜電力方向豎直向下，洛倫茲力方向也豎直向下，合力向下，不會沿虛線從S1射出，B錯誤；若粒子的速度為2v0，則q·2v0B>qE，受力不平衡，不會沿虛線從S2射出，C錯誤；若粒子電荷量為2q，速度v0不變，則仍有2qE＝2qv0B，仍能沿虛線從S2射出，D正確。]
2.BCD　[根據(jù)左手定則知，正離子偏向B板，所以B板是電源的正極，電流從B板經電阻流向A板，故A錯誤，B正確；由平衡條件得q＝qvB，故電源的電動勢為U＝Bvd，電流I＝＝，故磁感應強度B越大，電流I越大，故C、D正確。]
3.AD　[由左手定則可知，不管污水中正、負離子數(shù)如何，都有φN>φM，選項A正確，B錯誤；當正、負離子受力平衡時有qvB＝q，得v＝，流量Q＝Sv＝，選項C錯誤，D正確。](共44張PPT)
專題提升二　洛倫茲力與現(xiàn)代科技
第一章　安培力與洛倫茲力
1.知道速度選擇器、磁流體發(fā)電機、電磁流量計、霍爾元件的工作原理。
2.學會應用工作原理解決實際問題。
學習目標
目 錄
CONTENTS
提升
01
課后鞏固訓練
03
隨堂對點自測
02
提升
1
提升2　磁流體發(fā)電機
提升1　速度選擇器
提升3　電磁流量計
提升1　速度選擇器
3.速度選擇器的特點
例1 如圖所示，兩個平行金屬板M、N間為一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場方向由M板指向N板，磁場方向垂直紙面向里，OO′為距離兩極板相等且平行兩極板的直線。一質量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，以速度v0從O點射入，沿OO′方向勻速通過場區(qū)，不計帶電粒子的重力，則以下說法正確的是 (　　)
C
A.電荷量為－q的粒子以速度v0從O點沿OO′方向射入時，不能勻速通過場區(qū)
B.電荷量為2q的粒子以速度v0從O點沿OO′方向射入時，不能勻速通過場區(qū)
C.保持電場強度和磁感應強度大小不變，方向均與原來相反，則粒子仍能勻速通過場區(qū)
D.粒子以速度v0從右側的O′點沿O′O方向射入，粒子仍能勻速通過場區(qū)
提升2　磁流體發(fā)電機
1.原理：磁流體發(fā)電機的發(fā)電原理圖如圖甲所示，其平面圖如圖乙所示。
2.電源的電動勢：外電路斷開時，電源電動勢的大小等于路端電壓，故此磁流體發(fā)電機的電動勢為E＝U＝Bdv。
3.電源正、負極的判斷：根據(jù)左手定則可判斷，正離子向M極板偏轉，M極板積聚正離子，電勢高，為發(fā)電機正極，N極板積聚負離子，電勢低，為發(fā)電機負極。
BCD
例2 (多選)如圖所示是磁流體發(fā)電機的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個很強的磁場。一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子)沿垂直于磁場的方向噴入磁場。把P、Q與電阻R相連接，下列說法正確的是(　 　)
A.Q板的電勢高于P板的電勢
B.R中有由a向b方向的電流
C.增加等離子體中帶電粒子個數(shù)，R中電流保持不變
D.若只增大P、Q間距離，R中電流增大
提升3　電磁流量計
1.作用：測量管道內帶電液體的流量
2.工作原理：如圖甲、乙所示的是電磁流量計的示意圖。
AB
例3 (多選)(2024·四川成都高二期末)某污水處理站的管道中安裝了如圖所示的電磁流量計，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，磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于上表面向下，前后兩面的內側固定有薄金屬板作為電極。含有大量正負離子(離子重力不計)的污水充滿管道從左向右流經該裝置時，電壓表所顯示的兩電極間的電壓為U，則(　　)
隨堂對點自測
2
D
1.(速度選擇器)如圖所示為速度選擇器示意圖，P1、P2為其兩個極板且水平放置。某帶電粒子帶電荷量為q，以速度v0從S1射入，恰能沿虛線從S2射出。不計粒子重力，下列說法正確的是(　　)
A.該粒子一定帶正電
B.若該粒子以速度v0從S2射入，也能沿虛線從S1射出
C.若該粒子以速度2v0從S1射入，仍能沿虛線從S2射出
D.若該粒子帶電荷量變?yōu)?q，以速度v0從S1射入，仍能沿虛線從S2射出
解析　不論粒子帶電性質如何，靜電力和洛倫茲力都平衡，所以粒子帶電性質無法判斷，A錯誤；若從S2射入，假設粒子帶正電，則靜電力方向豎直向下，洛倫茲力方向也豎直向下，合力向下，不會沿虛線從S1射出，B錯誤；若粒子的速度為2v0，則q·2v0B>qE，受力不平衡，不會沿虛線從S2射出，C錯誤；若粒子電荷量為2q，速度v0不變，則仍有2qE＝2qv0B，仍能沿虛線從S2射出，D正確。
BCD
2.(磁流體發(fā)電機)(多選)磁流體發(fā)電是一項新興技術，如圖是磁流體發(fā)電機的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個很強的勻強磁場，磁感應強度大小為B。將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子)垂直于磁場的方向噴入磁場，每個離子的速度都為v，電荷量大小都為q，A、B兩板間距為d，穩(wěn)定時，下列說法中正確的是 (　 　)
A.電流從A板經電阻流向B板
B.圖中B板是電源的正極
C.電源的電動勢為Bvd
D.增大磁感應強度可以增大電路中的電流
AD
3.(電磁流量計)(多選)為監(jiān)測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。在垂直于上下表面方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場，在前、后兩個內側面分別固定有金屬板作為電極。污水充滿管口從左向右流經該裝置時，接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩極間的電壓U。若用Q表示污水流量(單位時間內排出的污水體積)，下列說法中正確的是(　　)
A.N端的電勢比M端的高
B.若污水中正、負離子數(shù)相同，則流量計前、后表面的電勢差為零
C.電壓表的示數(shù)U跟a和b都成正比，跟c無關
D.電壓表的示數(shù)U跟污水的流量Q成正比
課后鞏固訓練
3
B
題組一　速度選擇器
1.在如圖所示的平行板器件中(極板長度有限)，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(　　)
基礎對點練
AB
2.(多選)如圖所示是一個速度選擇器，它由兩塊平行金屬板構成，兩板間距為d，工作時在兩板上加一定電壓U，使兩板間形成勻強電場，同時還需要在兩板間垂直于電場方向上加一勻強磁場，磁感應強度大小為B，當質量為m、電荷量為＋q的粒子從O點以速度v0進入速度選擇器時，恰好可以沿中線OO′做勻速直線運動，粒子重力可忽略不計。下列判斷正確的是(　　)
A
題組二　磁流體發(fā)電機
3.(2024·廣東實驗中學開學考試)如圖為磁流體發(fā)電機的原理圖，等離子體束(含有正、負離子)以某一速度垂直噴射入由一對磁極C、D產生的勻強磁場中，A、B是一對平行于磁場放置的金屬板。穩(wěn)定后電流表中的電流從“＋”極流向“－”極，由此可知(　　)
A.D磁極為N極
B.正離子向B板偏轉
C.負離子向D磁極偏轉
D.離子在磁場中偏轉過程洛倫茲力對其做正功
解析　根據(jù)電流的方向知，A板帶正電，B板帶負電，正離子向A板偏轉，負離子向B板偏轉。根據(jù)左手定則知，D磁極為N極，C磁極為S極，選項A正確，B、C錯誤；因為洛倫茲力的方向與速度方向垂直，所以洛倫茲力不做功，選項D錯誤。
C
4.如圖所示為等離子體發(fā)電機的示意圖。高溫燃燒室產生的大量的正、負離子被加速后垂直于磁場方向噴入發(fā)電通道的磁場中。在發(fā)電通道中有兩塊相距為d的平行金屬板，兩金屬板外接電阻R。若磁場的磁感應強度為B，等離子體進入磁場時的速度為v，系統(tǒng)穩(wěn)定時發(fā)電通道的電阻為r。則下列表述正確的是(　　)
D
題組三　電磁流量計
5.(2024·北京房山高二期中)在實驗室中有一種污水流量計，其原理可以簡化為如圖所示模型：廢液內含有大量正、負離子，從直徑為d的圓柱形容器右側流入，左側流出，流量值Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積。空間有垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，下列說法正確的是(　　)
A.當污水中離子濃度升高時，MN兩點間電壓將增大
B.磁感應強度B不變，當污水流速恒定時，MN兩點間電壓U為零
C.測出磁感應強度B及MN兩點間電壓U的值，就能夠推算污水的流量
D.測出磁感應強度B、直徑d及MN兩點間電壓U的值，就能推算污水的流量
A
6.醫(yī)生做某些特殊手術時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度。電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示。由于血液中的正、負離子隨血流一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差。在達到平衡時，血管內部的電場可看作勻強電場，血液中的離子所受的靜電力和磁場力的合力為零。在某次監(jiān)測中，兩觸點的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160 μV，磁感應強度的大小為0.04 T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負為(　　)
A.1.3 m/s，a正、b負 B.2.7 m/s，a正、b負
C.1.3 m/s，a負、b正 D.2.7 m/s，a負、b正
綜合提升練
7.(多選)(2024·湖北荊州高二統(tǒng)考)磁流體發(fā)電技術就是把燃料(石油、天然氣、燃煤、核能等)直接加熱成易于電離的氣體，使之在2 000 ℃的高溫下電離成導電的離子流，以極高的速度噴射到磁場中去，利用磁場對帶電流體產生的作用，從而形成電流，其原理圖如圖所示。已知等離子體射入的初速度為v0，勻強磁
場磁感應強度大小為B，平行金屬板A、B的長度為a、寬度為b、間距為L，金屬板A、B的寬度為b的邊外接阻值為R的定值電阻，穩(wěn)定后，等離子體均勻分布在金屬板A、B之間，且電阻率為ρ，不計離子的重力及離子間的相互作用，下列說法正確的是(　 　)
答案 ACD
B
A.恒定常數(shù)
B.管道的橫截面積
C.液體的流速
D.液體中單位時間內流過某一橫截面的電荷量
培優(yōu)加強練
9.如圖所示是磁流體發(fā)電機的裝置，a、b組成一對平行電極，兩板間距為d，板平面的面積為S，內有磁感應強度為B的勻強磁場。現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，而整體呈中性)垂直噴入磁場，每個離子的速度為v，負載電阻的阻值為R，當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，負載電阻中的電流為I，求：
(1)a、b兩板哪塊板的電勢高；
(2)磁流體發(fā)電機的電動勢E；
(3)兩板間等離子體的電阻率ρ。
解析　(1)根據(jù)左手定則，正離子向上偏轉，所以a板帶正電，電勢高。

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