2023年高中物理新教材同步选修第二册 第1章 专题强化2 洛伦兹力与现代科技.docx本文件免费下载 【共9页】

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小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com洛伦兹力与现代科技[学习目标]1.知道速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件的工作原理.2.学会应用工作原理解决实际问题.一、速度选择器1.装置及要求如图,两极板间存在匀强电场和匀强磁场,二者方向互相垂直,带电粒子从左侧平行于极板射入,不计粒子重力.2.带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE=qvB,即v=.3.速度选择器的特点(1)v的大小等于E与B的比值,即v=.速度选择器只对选择的粒子的速度有要求,而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求.(2)当v>时,粒子向F洛方向偏转,F电做负功,粒子的动能减小,电势能增大.小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com(3)当v<时,粒子向F电方向偏转,F电做正功,粒子的动能增大,电势能减小.(4)速度选择器只能单向选择:若粒子从另一方向射入,则不能穿出速度选择器.例1(2021·重中庆实验学检测)在如图所示的平行板器件中(极板长度有限),电场强度E和磁感应强度B相互垂直.一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动,则该粒子()A.一定带正电B.速度v=C.若速度v>,粒子一定不能从板间射出D.若此粒子从右端沿虚线方向射入,仍做直线运动答案B解析若粒子,受到直向上的力和直向下的洛力,可以做直;带负电则竖静电竖伦兹线运动若粒子正,受到直向下的力和直向上的洛力,可以做直,带电则竖静电竖伦兹线运动A错误;因粒子做直,所以在直方向上所受合力零,故为该线运动竖为qE=Bqv,得v=,B正确;若v>,则Bqv>Eq,粒子偏,做曲,粒子可能板射出,也可能打在板上,转线运动从间极C;此粒子右端沿方向射入平行板,力洛力沿同一方向,粒子不能做直错误从虚线静电与伦兹,线运动D.错误二、磁流体发电机磁流体发电机的发电原理图如图甲所示,其平面图如图乙所示.设带电粒子的运动速度为v,带电荷量为q,匀强磁场的磁感应强度为B,极板间距离为d,极板间电压为U,根据FB=FE,有qvB=qE=,得U=Bdv.根据外电路断开时,电源电动势的大小等于路端电压,故此磁流体发电机的电动势为E电源=U=Bdv.根据左手定则可判断,正离子向M极板偏转,M极板积聚正离子,电势高,为发电机正极,N极板积聚负离子,电势低,为发电机负极.例2(2018·浙江11月考选)磁流体发电的原理如图所示,将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中,在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压.如果把上、下板和电阻R连接,上、下板就是一个直流电源的两极,若稳定时等离子体在两板间均匀分布,电阻率为ρ,忽略边缘效应,下列判断正确的是()小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.comA.上板为正极,电流I=B.上板为负极,电流I=C.下板为正极,电流I=D.下板为负极,电流I=答案C解析根据左手定可知,正离子在磁中受到的洛力向下,故下板正,板则场伦兹为极设两间的电压为U,则q=Bqv,得U=Bdv,流电I==,故C正确.三、电磁流量计如图甲、乙所示是电磁流量计的示意图.设管的直径为D,磁感应强度为B,a、b两点间的电势差是由于导电液体中电荷受到洛伦兹力作用,在管壁的上、下两侧堆积产生的.到一定程度后,a、b两点间的电势差达到稳定值U,上、下两侧堆积的电荷不再增多,此时,洛伦兹力和静电力平衡,有qvB=qE=q,所以v=,又圆管的横截面积S=πD2,故流量Q=Sv=.例3(多选)(2021·衡水安平中高二月考学)电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内某横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空的部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c,流量计的两端与输送流体的管道相连(图中虚线),图中流量计的上、下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁...

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