1、对应学生用书对应学生用书P104 一、速度选择器 如下图，粒子所受的电场力FEqE，所受的洛伦兹力FBqvB，那么由匀速运动的条件FEFB可得，vE/B，即满足此值的粒子都沿直线通过，与粒子的正负无关除此之外，还应注意以下两点：(20 xx福建福州质检)如下图，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束那么以下判断正确的选项是()A这三束正离子的速度一定不相同
2、B这三束正离子的质量一定不相同 C这三束正离子的电荷量一定不相同 D这三束正离子的比荷一定不相同【答案】D 二、磁流体发电机 如图是磁流体发电机，其原理是：等离子体喷入磁场B，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差设板间距离为l，当等离子体以速度v匀速通过A、B板间时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势此时离子受力平衡：E场qBqv，即E场Bv，故电源电动势EE场lBlv.目前世界上正在研究新型发电机磁流体发电机，它的原理图如下图，设想在相距为d的两平行金属板间有磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过开关和灯泡相连将气体加热到使之电离后，由于正、
3、负离子一样多，且带电荷量均为q，因而称为等离子体，将其以速度v喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，这就是磁流体发电机的原理，它可以直接把内能转化为电能试问：(1)图中哪个极板是发电机的正极？(2)发电机的电动势多大？(3)设喷入两极间的离子流每立方米有n个负电荷，离子流的横截面积为S，那么发电机的最大功率多大？【解析】(1)等离子体从左侧射入磁场，正离子受向上的洛沦兹力而偏向甲板，使甲板上积累正电荷，相应的乙板上积累负电荷，成为电源的正、负两极甲板是发电机的正极(2)当开关断开时，甲、乙两板间的电压即为电源的电动势，稳定时，甲、乙两板上积累的电荷不再增加，此时的等离子体所
4、受的洛伦兹力与电场力恰好平衡，那么有qU/dqvB，即得电源的电动势UBdv.(3)理想状态时，喷入两极间的离子流全部流向两极板，这时电源到达最大功率此时，电路中的最大电流为ImaxNq/t，式中N为t时间内喷入两极板的正、负离子数的总和，即N2nSvt，发电机的最大功率为PmaxUImax2ndqSBv2.【答案】(1)甲板是发电机的正极(2)Bdv(3)2ndqSBv2如图是电磁流量计的示意图，在非磁性材料制成的圆管道外加一匀强磁场区，当管中的导电液体流过此磁场区域时，小灯泡就会发光，如果导电液体流过磁场区能使额定电压为U3.0 V的小灯泡正常发光，磁场的磁感应强度为B0.20 T，测得圆
5、管的直径为d0.10 m，导电液体的电阻忽略不计，又假设导电液体充满圆管流过，求管中液体流量(液体流量为单位时间内流过的液体体积)的表达式及其数值为多少 在霍尔效应现象中，假设设电流I是由电子的定向移动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e，答复以下问题：(1)到达稳定状态时，导体板上侧面A的电势_下侧面A的电势(填“高于“低于或“等于)；【解析】(1)当导体置于磁场中时，导体内自由电子在洛伦兹力作用下向上侧面A偏转，结果A侧面有多余的电子，A侧面少了电子，故A侧面的电势低于A侧面的电势(2)电子在运动中所受洛伦兹力的大小为evB.以上各类问题中，在到达稳定状态时有一个共同特点，就是洛伦兹
6、力与电场力相等，即evBeE，抓住这一点，就抓住了各类问题的解决方法如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O且正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示有一束正离子在t0时垂直于M板从小孔O射入磁场正离子的质量为m，带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：(1)磁感应强度B0的大小；(2)要使正离子从O孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值【分析】先分析正离子在交变磁场中的运动性质，明确物理过程，然后判断
7、出要使正离子垂直于N板射出磁场，必须让正离子在磁场中运动的时间正好是磁场变化周期的整数倍如右图所示，在x轴上方有匀强电场，场强为E，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如下图在x轴上有一点M，离O点距离为L，现有一带电荷量为q、质量为m的粒子，从静止开始释放后能经过M点，如果此粒子放在y轴上，其坐标应满足什么关系？(重力不计)【解析】由于此粒子从静止开始释放，又不计重力，要能经过M点，其起始位置只能在匀强电场区域，其具体过程如下：先在电场中由y轴向下做加速运动，进入匀强磁场中运动半个圆周再进入电场做减速运动，速度为零后又回头进入磁场，其轨迹如下图(没有画出电场和磁场方向)，故有：【答案】见解析
