资源简介

第一章　专题提升二　洛伦兹力与现代科技
(分值：100分)
选择题1～8题，每小题10分，共80分。
基础对点练
题组一　速度选择器
1.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(　　)
一定带正电
速度v＝
若速度v>，粒子一定不能从板间射出
若此粒子从右端沿虚线方向射入，仍做直线运动
2.(多选)如图所示是一个速度选择器，它由两块平行金属板构成，两板间距为d，工作时在两板上加一定电压U，使两板间形成匀强电场，同时还需要在两板间垂直于电场方向上加一匀强磁场，磁感应强度大小为B，当质量为m、电荷量为＋q的粒子从O点以速度v0进入速度选择器时，恰好可以沿中线OO′做匀速直线运动，粒子重力可忽略不计。下列判断正确的是(　　)
匀强磁场方向垂直纸面向里
v0＝
当粒子质量不变，带电荷量加倍时粒子会向上偏转
当粒子质量不变，带电荷量为－q时粒子会向下偏转
题组二　磁流体发电机
3.(2024·广东实验中学开学考试)如图为磁流体发电机的原理图，等离子体束(含有正、负离子)以某一速度垂直喷射入由一对磁极C、D产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板。稳定后电流表中的电流从“＋”极流向“－”极，由此可知(　　)
D磁极为N极
正离子向B板偏转
负离子向D磁极偏转
离子在磁场中偏转过程洛伦兹力对其做正功
4.如图所示为等离子体发电机的示意图。高温燃烧室产生的大量的正、负离子被加速后垂直于磁场方向喷入发电通道的磁场中。在发电通道中有两块相距为d的平行金属板，两金属板外接电阻R。若磁场的磁感应强度为B，等离子体进入磁场时的速度为v，系统稳定时发电通道的电阻为r。则下列表述正确的是(　　)
上金属板为发电机的负极，电路中电流为
下金属板为发电机的正极，电路中电流为
上金属板为发电机的正极，电路中电流为
下金属板为发电机的负极，电路中电流为
题组三　电磁流量计
5.(2024·北京房山高二期中)在实验室中有一种污水流量计，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的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是(　　)
当污水中离子浓度升高时，MN两点间电压将增大
磁感应强度B不变，当污水流速恒定时，MN两点间电压U为零
测出磁感应强度B及MN两点间电压U的值，就能够推算污水的流量
测出磁感应强度B、直径d及MN两点间电压U的值，就能推算污水的流量
6.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作匀强电场，血液中的离子所受的静电力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.04 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　)
1.3 m/s，a正、b负
2.7 m/s，a正、b负
1.3 m/s，a负、b正
2.7 m/s，a负、b正
综合提升练
7.(多选)(2024·湖北荆州高二统考)磁流体发电技术就是把燃料(石油、天然气、燃煤、核能等)直接加热成易于电离的气体，使之在2 000 ℃的高温下电离成导电的离子流，以极高的速度喷射到磁场中去，利用磁场对带电流体产生的作用，从而形成电流，其原理图如图所示。已知等离子体射入的初速度为v0，匀强磁场磁感应强度大小为B，平行金属板A、B的长度为a、宽度为b、间距为L，金属板A、B的宽度为b的边外接阻值为R的定值电阻，稳定后，等离子体均匀分布在金属板A、B之间，且电阻率为ρ，不计离子的重力及离子间的相互作用，下列说法正确的是(　　)
电流从金属板B流经电阻R到金属板A
将磁流体发电机看成是电源，则电源内阻r＝ρ
电流表的读数为I＝
将金属板A、B水平旋转90°，再将阻值为R的电阻接在金属板长度为a的边两端，电流表的读数不变
8.(2024·山东临沂高二期末)电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。主要有直流式和感应式两种。如图所示直流式电磁流量计，外加磁感应强度为B的水平匀强磁场垂直于管轴，在竖直径向a、b处装有两个电极，用来测量含有大量正、负离子的液体通过磁场时所产生的电势差大小U。液体的流量Q可表示为Q＝·，其中d为管道直径，k为修正系数，用来修正导出公式时未计及的因素(如流量计管道内的流速并不均匀等)的影响。那么A应该为(　　)
恒定常数
管道的横截面积
液体的流速
液体中单位时间内流过某一横截面的电荷量
培优加强练
9.(20分)如图所示是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性)垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻的阻值为R，当发电机稳定发电时，负载电阻中的电流为I，求：
(1)(6分)a、b两板哪块板的电势高；
(2)(6分)磁流体发电机的电动势E；
(3)(8分)两板间等离子体的电阻率ρ。
专题提升二　洛伦兹力与现代科技
1.B　[若粒子带负电，则受到竖直向上的静电力和竖直向下的洛伦兹力，可以做直线运动；若粒子带正电，则受到竖直向下的静电力和竖直向上的洛伦兹力，可以做直线运动，A错误；因为该粒子做直线运动，所以在竖直方向上所受合力为零，故qE＝qvB，得v＝，B正确；若v>，则qvB>qE，粒子偏转，做曲线运动，粒子可能从板间射出，也可能打在极板上，C错误；若此粒子从右端沿虚线方向射入平行板，静电力与洛伦兹力沿同一方向，粒子不能做直线运动，D错误。]
2.AB　[速度选择器中粒子做匀速直线运动，静电力和洛伦兹力等大反向，可判断匀强磁场方向垂直纸面向里，A正确；粒子受力平衡应满足qv0B＝q，得v0＝，B正确；根据qv0B＝q，可知粒子运动与q和m无关，C错误；当粒子带负电时，静电力和洛伦兹力均反向，粒子仍受力平衡，不会偏转，D错误。]
3.A　[根据电流的方向知，A板带正电，B板带负电，正离子向A板偏转，负离子向B板偏转。根据左手定则知，D磁极为N极，C磁极为S极，选项A正确，B、C错误；因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，选项D错误。]
4.C　[根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向上，所以上金属板带正电，即上板为正极。稳定后有q＝qvB，解得E＝Bdv，根据闭合电路的欧姆定律得I＝＝，故选项C正确。]
5.D　[根据左手定则，正离子向下偏转，负离子向上偏转，当洛伦兹力等于静电力时qvB＝q，则U＝dvB，可知，当污水中离子浓度升高时，MN两点间电压不变，A错误；由A项分析可知，MN两点间电压U不为零，B错误；流量值为Q＝＝Sv＝·＝，需要测出磁感应强度、直径和电势差才能算出流量值，C错误，D正确。]
6.A　[血液中正、负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏转，负离子向下偏转，则a极带正电，b极带负电。最终血液中的离子所受的静电力和磁场力的合力为零，有q＝qvB，所以v＝＝ m/s≈1.3 m/s。故A正确，B、C、D错误。]
7.ACD　[由左手定则可知，正电荷受到向下的洛伦兹力而向下偏转，在金属板B上聚集，故金属板B为正极，电流从金属板B流经电阻R到金属板A，A正确；将磁流体发电机看成是电源，由电阻定律可知电源内阻r＝ρ，B错误；电路中的电流稳定后，电荷受到的洛伦兹力和静电力大小相等，即q＝qv0B，整个回路的电流I＝，联立解得I＝，C正确；由以上分析可知，电流的大小只与金属板的面积有关，故旋转两金属板，并将阻值为R的电阻接在金属板A、B的长度为a的边两端后，电流表的读数不变，D正确。]
8.B　[由图可知，含有大量正、负离子的液体从入口进入管道，根据左手定则可知，带正电的离子向上偏转，带负电的离子向下偏转，当显示器的示数稳定时，则在管道内形成向下的匀强电场，则有qvB＝qE，而E＝，流量Q＝Sv，联立解得Q＝，所以Q＝·式中的A应该为管道的横截面积S，故B正确。]
9.(1)a板　(2)Bdv　(3)
解析　(1)根据左手定则，正离子向上偏转，所以a板带正电，电势高。
(2)稳定发电时，若外电路断开，则离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态，有qvB＝q
解得E＝Bdv。
(3)根据闭合电路欧姆定律，有I＝
r为板间等离子体的电阻，且r＝ρ
联立解得电阻率ρ的表达式为
ρ＝。专题提升二　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。
提升1　速度选择器
1.作用：能把具有一定速度的粒子选择出来。
2.工作原理：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。带电粒子沿虚线做匀速直线运动时，受到的静电力和洛伦兹力大小相等，方向相反，有qE＝qvB，得v＝。
3.速度选择器的特点
(1)v的大小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。
(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 如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，OO′为距离两极板相等且平行两极板的直线。一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是 (　　)
A.电荷量为－q的粒子以速度v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
B.电荷量为2q的粒子以速度v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
C.保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，则粒子仍能匀速通过场区
D.粒子以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速通过场区
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提升2　磁流体发电机
1.原理：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，M、N极板间距离为d，极板间电压为U，当粒子(不计重力)匀速直线通过时，根据FB＝FE，有qvB＝qE＝，得U＝Bdv。
2.电源的电动势：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＝U＝Bdv。
3.电源正、负极的判断：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。
4.电源内阻：r＝ρ。
例2 (多选)如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、Q与电阻R相连接，下列说法正确的是(　　)
A.Q板的电势高于P板的电势
B.R中有由a向b方向的电流
C.增加等离子体中带电粒子个数，R中电流保持不变
D.若只增大P、Q间距离，R中电流增大
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
提升3　电磁流量计
1.作用：测量管道内带电液体的流量
2.工作原理：如图甲、乙所示的是电磁流量计的示意图。
设圆管的直径为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＝。根据左手定则可判知φa<φB。
例3 (多选)(2024·四川成都高二期末)某污水处理站的管道中安装了如图所示的电磁流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于上表面向下，前后两面的内侧固定有薄金属板作为电极。含有大量正负离子(离子重力不计)的污水充满管道从左向右流经该装置时，电压表所显示的两电极间的电压为U，则(　　)
A.电磁流量计后表面的电势高于前表面的电势
B.污水的流速v＝
C.污水的流速v＝
D.若仅增大污水中正负离子的浓度，则两电极间的电压U将增大
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
随堂对点自测
1.(速度选择器)如图所示为速度选择器示意图，P1、P2为其两个极板且水平放置。某带电粒子带电荷量为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.若该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出
C.若该粒子以速度2v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
D.若该粒子带电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
2.(磁流体发电机)(多选)磁流体发电是一项新兴技术，如图是磁流体发电机的示意图。平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)垂直于磁场的方向喷入磁场，每个离子的速度都为v，电荷量大小都为q，A、B两板间距为d，稳定时，下列说法中正确的是 (　　)
A.电流从A板经电阻流向B板
B.图中B板是电源的正极
C.电源的电动势为Bvd
D.增大磁感应强度可以增大电路中的电流
3.(电磁流量计)(多选)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下表面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前、后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是(　　)
A.N端的电势比M端的高
B.若污水中正、负离子数相同，则流量计前、后表面的电势差为零
C.电压表的示数U跟a和b都成正比，跟c无关
D.电压表的示数U跟污水的流量Q成正比
专题提升二　洛伦兹力与现代科技
提升1
例1 C　[由题意知带正电的粒子能从左向右匀速通过场区，则竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的静电力平衡，有qE＝qv0B，解得v0＝，可知平衡条件与电荷量的多少无关，因此电荷量为－q和2q的粒子以速度v0入射，都能从左向右匀速通过场区，A、B错误；当电场方向与磁场方向都与原来相反时，粒子所受静电力和洛伦兹力的方向仍相反，所以粒子以速度v0从O点沿OO′方向射入时仍能匀速通过场区，C正确；若粒子以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子受到竖直向下的静电力与竖直向下的洛伦兹力，不能平衡，因此不能匀速通过场区，D错误。]
提升2
例2 BCD　[等离子体进入磁场，根据左手定则可知，正离子向上偏，打在上极板上，而负离子向下偏，打在下极板上，所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻的电流方向由a到b，A错误，B正确；根据稳定时静电力大小等于洛伦兹力，即q＝qvB，则有U＝Bdv，由欧姆定律得I＝＝，则增加等离子体中带电粒子个数，R中电流保持不变，若只增大P、Q间距离，R中电流变大，C、D正确。]
提升3
例3 AB　[含有大量正负离子(离子重力不计)的污水充满管道从左向右流经该装置时，根据左手定则，正离子向后表面偏转，负离子向前表面偏转，后表面的电势高于前表面的电势，A正确；当前、后表面粒子聚集到一定程度时，粒子不再发生偏转，由平衡条件得qvB＝qE，前后表面间的场强E＝，联立解得v＝，B正确，C错误；由于U＝Bbv，则两电极间的电压U与污水流速有关，流速越大，电压U越大，而与污水中正负离子的浓度无关，D错误。]
随堂对点自测
1.D　[不论粒子带电性质如何，静电力和洛伦兹力都平衡，所以粒子带电性质无法判断，A错误；若从S2射入，假设粒子带正电，则静电力方向竖直向下，洛伦兹力方向也竖直向下，合力向下，不会沿虚线从S1射出，B错误；若粒子的速度为2v0，则q·2v0B>qE，受力不平衡，不会沿虚线从S2射出，C错误；若粒子电荷量为2q，速度v0不变，则仍有2qE＝2qv0B，仍能沿虚线从S2射出，D正确。]
2.BCD　[根据左手定则知，正离子偏向B板，所以B板是电源的正极，电流从B板经电阻流向A板，故A错误，B正确；由平衡条件得q＝qvB，故电源的电动势为U＝Bvd，电流I＝＝，故磁感应强度B越大，电流I越大，故C、D正确。]
3.AD　[由左手定则可知，不管污水中正、负离子数如何，都有φN>φM，选项A正确，B错误；当正、负离子受力平衡时有qvB＝q，得v＝，流量Q＝Sv＝，选项C错误，D正确。](共44张PPT)
专题提升二　洛伦兹力与现代科技
第一章　安培力与洛伦兹力
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。
学习目标
目 录
CONTENTS
提升
01
课后巩固训练
03
随堂对点自测
02
提升
1
提升2　磁流体发电机
提升1　速度选择器
提升3　电磁流量计
提升1　速度选择器
3.速度选择器的特点
例1 如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，OO′为距离两极板相等且平行两极板的直线。一质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是 (　　)
C
A.电荷量为－q的粒子以速度v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
B.电荷量为2q的粒子以速度v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
C.保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，则粒子仍能匀速通过场区
D.粒子以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速通过场区
提升2　磁流体发电机
1.原理：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。
2.电源的电动势：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＝U＝Bdv。
3.电源正、负极的判断：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。
BCD
例2 (多选)如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、Q与电阻R相连接，下列说法正确的是(　 　)
A.Q板的电势高于P板的电势
B.R中有由a向b方向的电流
C.增加等离子体中带电粒子个数，R中电流保持不变
D.若只增大P、Q间距离，R中电流增大
提升3　电磁流量计
1.作用：测量管道内带电液体的流量
2.工作原理：如图甲、乙所示的是电磁流量计的示意图。
AB
例3 (多选)(2024·四川成都高二期末)某污水处理站的管道中安装了如图所示的电磁流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于上表面向下，前后两面的内侧固定有薄金属板作为电极。含有大量正负离子(离子重力不计)的污水充满管道从左向右流经该装置时，电压表所显示的两电极间的电压为U，则(　　)
随堂对点自测
2
D
1.(速度选择器)如图所示为速度选择器示意图，P1、P2为其两个极板且水平放置。某带电粒子带电荷量为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.若该粒子以速度v0从S2射入，也能沿虚线从S1射出
C.若该粒子以速度2v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
D.若该粒子带电荷量变为2q，以速度v0从S1射入，仍能沿虚线从S2射出
解析　不论粒子带电性质如何，静电力和洛伦兹力都平衡，所以粒子带电性质无法判断，A错误；若从S2射入，假设粒子带正电，则静电力方向竖直向下，洛伦兹力方向也竖直向下，合力向下，不会沿虚线从S1射出，B错误；若粒子的速度为2v0，则q·2v0B>qE，受力不平衡，不会沿虚线从S2射出，C错误；若粒子电荷量为2q，速度v0不变，则仍有2qE＝2qv0B，仍能沿虚线从S2射出，D正确。
BCD
2.(磁流体发电机)(多选)磁流体发电是一项新兴技术，如图是磁流体发电机的示意图。平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度大小为B。将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)垂直于磁场的方向喷入磁场，每个离子的速度都为v，电荷量大小都为q，A、B两板间距为d，稳定时，下列说法中正确的是 (　 　)
A.电流从A板经电阻流向B板
B.图中B板是电源的正极
C.电源的电动势为Bvd
D.增大磁感应强度可以增大电路中的电流
AD
3.(电磁流量计)(多选)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下表面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前、后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是(　　)
A.N端的电势比M端的高
B.若污水中正、负离子数相同，则流量计前、后表面的电势差为零
C.电压表的示数U跟a和b都成正比，跟c无关
D.电压表的示数U跟污水的流量Q成正比
课后巩固训练
3
B
题组一　速度选择器
1.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(　　)
基础对点练
AB
2.(多选)如图所示是一个速度选择器，它由两块平行金属板构成，两板间距为d，工作时在两板上加一定电压U，使两板间形成匀强电场，同时还需要在两板间垂直于电场方向上加一匀强磁场，磁感应强度大小为B，当质量为m、电荷量为＋q的粒子从O点以速度v0进入速度选择器时，恰好可以沿中线OO′做匀速直线运动，粒子重力可忽略不计。下列判断正确的是(　　)
A
题组二　磁流体发电机
3.(2024·广东实验中学开学考试)如图为磁流体发电机的原理图，等离子体束(含有正、负离子)以某一速度垂直喷射入由一对磁极C、D产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板。稳定后电流表中的电流从“＋”极流向“－”极，由此可知(　　)
A.D磁极为N极
B.正离子向B板偏转
C.负离子向D磁极偏转
D.离子在磁场中偏转过程洛伦兹力对其做正功
解析　根据电流的方向知，A板带正电，B板带负电，正离子向A板偏转，负离子向B板偏转。根据左手定则知，D磁极为N极，C磁极为S极，选项A正确，B、C错误；因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，选项D错误。
C
4.如图所示为等离子体发电机的示意图。高温燃烧室产生的大量的正、负离子被加速后垂直于磁场方向喷入发电通道的磁场中。在发电通道中有两块相距为d的平行金属板，两金属板外接电阻R。若磁场的磁感应强度为B，等离子体进入磁场时的速度为v，系统稳定时发电通道的电阻为r。则下列表述正确的是(　　)
D
题组三　电磁流量计
5.(2024·北京房山高二期中)在实验室中有一种污水流量计，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的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是(　　)
A.当污水中离子浓度升高时，MN两点间电压将增大
B.磁感应强度B不变，当污水流速恒定时，MN两点间电压U为零
C.测出磁感应强度B及MN两点间电压U的值，就能够推算污水的流量
D.测出磁感应强度B、直径d及MN两点间电压U的值，就能推算污水的流量
A
6.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作匀强电场，血液中的离子所受的静电力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.04 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　)
A.1.3 m/s，a正、b负 B.2.7 m/s，a正、b负
C.1.3 m/s，a负、b正 D.2.7 m/s，a负、b正
综合提升练
7.(多选)(2024·湖北荆州高二统考)磁流体发电技术就是把燃料(石油、天然气、燃煤、核能等)直接加热成易于电离的气体，使之在2 000 ℃的高温下电离成导电的离子流，以极高的速度喷射到磁场中去，利用磁场对带电流体产生的作用，从而形成电流，其原理图如图所示。已知等离子体射入的初速度为v0，匀强磁
场磁感应强度大小为B，平行金属板A、B的长度为a、宽度为b、间距为L，金属板A、B的宽度为b的边外接阻值为R的定值电阻，稳定后，等离子体均匀分布在金属板A、B之间，且电阻率为ρ，不计离子的重力及离子间的相互作用，下列说法正确的是(　 　)
答案 ACD
B
A.恒定常数
B.管道的横截面积
C.液体的流速
D.液体中单位时间内流过某一横截面的电荷量
培优加强练
9.如图所示是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性)垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻的阻值为R，当发电机稳定发电时，负载电阻中的电流为I，求：
(1)a、b两板哪块板的电势高；
(2)磁流体发电机的电动势E；
(3)两板间等离子体的电阻率ρ。
解析　(1)根据左手定则，正离子向上偏转，所以a板带正电，电势高。

展开更多......

收起↑