1.2.2磁场对运动电荷的作用力——磁场与科技的应用 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

安培力与洛伦兹力 习题课3　磁场与科技的应用 第一章 1 书后习题 P12 1.电子的速率v=3.0x106m/s，沿着与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力多大? 2. 试判断图 1.2-10所示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。 3.在图1.2-11所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。试证明带电粒子具有速度v=时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。 3.在图1.2-11所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。试证明带电粒子具有速度v=时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。 思考: (1) 能以该v从右边沿虚线通过这个速度选择器吗？ (2) v不等于时通过速度选择器后速度改变吗？ （1） 不能 3.在图1.2-11所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。试证明带电粒子具有速度v=时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。 思考: (1) 能以该v从右边沿虚线通过这个速度选择器吗？ (2) v不等于时通过速度选择器后速度改变吗？ （1） 不能 (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. 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. 速度选择器 应用 1 1．速度选择器核心部分如图所示． 3．注意点 (1) 速度选择器不选择粒子电性及电荷量大小，只选择速度大小．其他速率的粒子要么上偏，要么下偏，因两极板间距离极小，粒子稍有偏转，即打到极板上，无法穿出． (2) 速度选择器分进口与出口，带电粒子只能从左边进入，从右边射出．若从出口射入，粒子因受电场力、洛伦兹力方向相同而不能射出． (3) 速度选择器中E、B的方向具有确定的关系，仅改变其中一个方向，就不能对速度做出选择． 1 B　 　　　(2023·东北师大附中深圳学校)如图所示，速度选择器两极板间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一电荷量为＋q的粒子以水平速度v0从左侧射入，恰能沿直线飞出速度选择器，不计粒子重力和空气阻力．下列说法中正确的是 (　　) A．若仅将粒子改为从右侧射入，粒子仍将沿直线飞出 B．若仅将粒子改为从右侧射入，粒子不能沿直线飞出 C．若仅将电荷量改为－q，粒子不能沿直线飞出 D．若仅将电荷量改为＋2q，粒子不能沿直线飞出 4.一种用磁流体发电的装置如图1.2-12所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，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)喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。 (1)A、B板哪一个是电源的正极? (2)若A、B两板相距为d.板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，这个发电机的电动势是多大 磁流体发电机 应用 2 磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能，原理可用下图说明． A、B两极板间有图示方向的匀强磁场，含大量正、负电荷微粒的等离子体，从左向右高速喷射后，分别向上、向下偏转，而使两极板间产生匀强电场． 2 A　 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极为N极，C极为S极，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，D错误． 　　　(2023·广东实验中学)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CD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．离子在磁场偏转过程中，洛伦兹力对其做正功 电磁流量计 应用 3 在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电液体、气体流过此磁场区域时，测出管壁上a、b两点间的电势差U，就可以知道管中液体的流量Q( m3/s )——单位时间内流过管道某横截面的液体的体积，制成电磁流量计． 流量Q( m3/s )——单位时间内流过管道某横截面的液体的体积 3 C　 　　　如图所示，一即插式电磁流量计的圆管道(用非磁性材料做