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1、本章综合小结本章综合小结知识网络构建知识网络构建补充专题训练补充专题训练一一、速速度度选选择择器器如如图图所所示示，粒粒子子所所受受的的电电场场力力FEqE，所所受受的的洛洛伦伦兹兹力力FBqvB，则则由由匀匀速速运运动动的的条条件件FEFB可可得得，vE/B，即即满满足足此此值值的的粒粒子子都都沿沿直直线线通通过过，与与粒子的正负无关除此之外，还应注意以下两点：粒子的正负无关除此之外，还应注意以下两点：专专 题题 1 1洛伦兹力与现代科技洛伦兹力与现代科技 【答案】【答案】BC二、磁流体发电机二、磁流体发电机如如图图是是磁磁流流体体发发电电机机，其其原原理理是是：等等离离子子体体喷喷入入磁磁
2、场场B，正正、负负离离子子在在洛洛伦伦兹兹力力作作用用下下发发生生上上下下偏偏转转而而聚聚集集到到A、B板板上上，产产生生电电势势差差设设板板间间距距离离为为l，当当等等离离子子体体以以速速度度v匀匀速速通通过过A、B板板间间时时，A、B板板上上聚聚集集的的电电荷荷最最多多，板板间间电电势势差差最最大大，即即为为电电源源电电动动势势此此时时离离子子受受力力平平衡衡：E场场qBqv，即，即E场场Bv，故电源电动势，故电源电动势EE场场lBlv.目目前前世世界界上上正正在在研研究究新新型型发发电电机机磁磁流流体体发发电电机机，它它的的原原理理图图如如图图所所示示，设设想想在在相相距距为为d的的两两
3、平平行行金金属属板板间间有有磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场，两两板板通通过过开开关关和和灯灯泡泡相相连连将将气气体体加加热热到到使使之之电电离离后后，由由于于正正、负负离离子子一一样样多多，且且带带电电荷荷量量均均为为q，因因而而称称为为等等离离子子体体，将将其其以以速速度度v喷喷入入甲甲、乙乙两两板板之之间间，这这时时甲甲、乙乙两两板板就就会会聚聚集集电电荷荷，产产生生电电压压，这这就就是是磁磁流流体体发发电电机机的的原原理理，它它可可以以直直接接把把内内能转化为电能试问：能转化为电能试问：(1)图中哪个极板是发电机的正极？图中哪个极板是发电机的正极？(2)发电机的电动势多大
4、？发电机的电动势多大？(3)设设喷喷入入两两极极间间的的离离子子流流每每立立方方米米有有n个个负负电电荷荷，离离子流的横截面积为子流的横截面积为S，则发电机的最大功率多大？，则发电机的最大功率多大？ 【解解析析】(1)等等离离子子体体从从左左侧侧射射入入磁磁场场，正正离离子子受受向向上上的的洛洛沦沦兹兹力力而而偏偏向向甲甲板板，使使甲甲板板上上积积累累正正电电荷荷，相相应应的的乙乙板板上上积积累累负负电电荷荷，成成为为电电源源的的正正、负负两两极极甲甲板板是是发发电机的正极电机的正极(2)当当开开关关断断开开时时，甲甲、乙乙两两板板间间的的电电压压即即为为电电源源的的电电动动势势，稳稳定定时时
5、，甲甲、乙乙两两板板上上积积累累的的电电荷荷不不再再增增加加，此此时时的的等等离离子子体体所所受受的的洛洛伦伦兹兹力力与与电电场场力力恰恰好好平平衡衡，则则有有qU/dqvB，即得电源的电动势，即得电源的电动势UBdv.(3)理理想想状状态态时时，喷喷入入两两极极间间的的离离子子流流全全部部流流向向两两极极板板，这这时时电电源源达达到到最最大大功功率率此此时时，电电路路中中的的最最大大电电流流为为ImaxNq/t，式式中中N为为t时时间间内内喷喷入入两两极极板板的的正正、负负离离子子数数的的总总和和，即即N2nSvt，发发电电机机的的最最大大功功率率为为PmaxUImax2ndqSBv2.【答
6、案】【答案】(1)甲板是发电机的正极甲板是发电机的正极(2)Bdv(3)2ndqSBv2如如图图是是电电磁磁流流量量计计的的示示意意图图，在在非非磁磁性性材材料料制制成成的的圆圆管管道道外外加加一一匀匀强强磁磁场场区区，当当管管中中的的导导电电液液体体流流过过此此磁磁场场区区域域时时，小小灯灯泡泡就就会会发发光光，如如果果导导电电液液体体流流过过磁磁场场区区能能使使额额定定电电压压为为U3.0 V的的小小灯灯泡泡正正常常发发光光，已已知知磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度为为B0.20 T，测测得得圆圆管管的的直直径径为为d0.10 m，导导电电液液体体的的电电阻阻忽忽略略不不计计，又又假假设设
7、导导电电液液体体充充满满圆圆管管流流过过，求求管管中中液液体体流流量量(液液体体流流量量为为单单位位时时间间内内流流过过的的液液体体体积体积)的表达式及其数值为多少的表达式及其数值为多少(2014临临沂沂模模拟拟)霍霍尔尔元元件件是是一一种种应应用用霍霍尔尔效效应应的的磁磁传传感感器器，广广泛泛应应用用于于各各领领域域，如如在在翻翻盖盖手手机机中中，常常用用霍霍尔尔元元件件来来控控制制翻翻盖盖时时开开启启或或关关闭闭运运行行程程序序如如图图是是一一霍霍尔尔元元件件的的示示意意图图，磁磁场场方方向向垂垂直直霍霍尔尔元元件件工工作作面面，霍霍尔尔元元件件宽宽为为d(M、N间间距距离离)，厚厚为为h
8、(图图中中上上下下面面距距离离)，当当通通以图示方向电流时，以图示方向电流时，MN两端将出现电压两端将出现电压UMN，则，则()AMN两端电压两端电压UMN仅与磁感应强度仅与磁感应强度B有关有关B若若霍霍尔尔元元件件的的载载流流子子是是自自由由电电子子，则则MN两两端端电电压压UMN0C若若增增大大霍霍尔尔元元件件宽宽度度d，则则MN两两端端电电压压UMN一一定定增大增大D通过控制磁感应强度通过控制磁感应强度B可以改变可以改变MN两端电压两端电压UMN【解解析析】电电子子流流过过霍霍尔尔元元件件，磁磁场场方方向向竖竖直直向向下下，根根据据左左手手定定则则可可知知，洛洛伦伦兹兹力力受受力力指指向
9、向N板板，电电子子向向N板板聚聚集集，M板板带带正正电电荷荷，两两板板间间的的电电势势差差UMN0，故故B选选项项错误；错误； 【答案】【答案】D以以上上各各类类问问题题中中，在在达达到到稳稳定定状状态态时时有有一一个个共共同同特特点点，就就是是洛洛伦伦兹兹力力与与电电场场力力相相等等，即即evBeE，抓抓住住这这一一点点，就抓住了各类问题的解决办法就抓住了各类问题的解决办法如如图图甲甲所所示示，M、N为为竖竖直直放放置置彼彼此此平平行行的的两两块块平平板板，板板间间距距离离为为d，两两板板中中央央各各有有一一个个小小孔孔O、O且且正正对对，在在两两板板间间有有垂垂直直于于纸纸面面方方向向的的
10、磁磁场场，磁磁感感应应强强度度随随时时间间的的变变化化如如图图乙乙所所示示有有一一束束正正离离子子在在t0时时垂垂直直于于M板板从从小小孔孔O射射入入磁磁场场已已知知正正离离子子的的质质量量为为m，带带电电荷荷量量为为q，正正离离子子在在磁磁场场中中做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的周周期期与与磁磁感感应应强强度度变变化化的的周周期期都都为为T0，不不考考虑虑由由于于磁磁场场变变化化而而产产生生的的电电场的影响，不计离子所受重力求：场的影响，不计离子所受重力求：题题 型型 2 2 洛伦兹力作用下形成的多解问题洛伦兹力作用下形成的多解问题(1)磁感应强度磁感应强度B0的大小；的大小；(2)要要使使
11、正正离离子子从从O孔孔垂垂直直于于N板板射射出出磁磁场场，正正离离子子射射入磁场时的速度入磁场时的速度v0的可能值的可能值 【分分析析】先先分分析析正正离离子子在在交交变变磁磁场场中中的的运运动动性性质质，明明确确物物理理过过程程，然然后后判判断断出出要要使使正正离离子子垂垂直直于于N板板射射出出磁磁场场，必必须须让让正正离离子子在在磁磁场场中中运运动动的的时时间间正正好好是是磁磁场场变变化化周周期的整数倍期的整数倍(2014咸咸阳阳二二模模)科科学学家家在在研研究究原原子子核核式式结结构构时时，为为提提高高轰轰击击粒粒子子的的利利用用率率需需要要某某些些特特定定速速度度的的粒粒子子，故故此此
12、设设计计了了一一种种速速度度选选择择仪仪，其其模模型型如如图图所所示示，一一半半径径为为R的的绝绝缘缘圆圆筒筒中中有有沿沿轴轴线线方方向向的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为B，一一质质量量为为m，带带电电量量为为q的的正正粒粒子子(不不计计重重力力)以以不不同同速速度度v从从筒筒壁壁的的A孔孔沿沿半半径径方方向向进进入入筒筒内内，设设粒粒子子和和筒筒壁壁的的碰碰撞撞无无电电量量和和能能量量的的损损失失，使使粒粒子子与与筒筒壁壁连连续续碰碰撞撞，绕绕筒筒壁壁一一周周后后恰恰好好又又从从A孔孔射射出出(其其余余粒粒子子被被吸吸收收)，问：，问：(1)选出粒子的速度大小？选出粒子的速度大小？(2)粒子在筒中运动的时间为多少？粒子在筒中运动的时间为多少？
