第1章 第4节 第1课时 洛伦兹力在现代科技中的应用-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用课件(教科版)

课后达标检测 1 1．(2024·河北张家口联考)如图所示的是一种污水流量计原理简化模型：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，空间有垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，关于M、N两端的电势差UMN，下列说法正确的是(　　) A．稳定状态下UMN为正值 B．稳定状态下，直径d不影响UMN的值 C．稳定状态下，磁感应强度B越大， UMN越小 D．稳定状态下，流量越大，UMN越大 √ 课后达标检测 4 5 6 7 8 1 9 2 3 解析：带电粒子进入磁场后受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，正粒子受到的洛伦兹力向下，负粒子受到的洛伦兹力向上，M点的电势低于N点的电势，UMN为负值，故A错误； 稳定状态下，磁感应强度B越大， UMN越大，故C错误； 稳定状态下，由Q＝vS可知，流量越大，速度越大，UMN越大，故D正确。 课后达标检测 4 5 6 7 8 1 9 2 3 2．(2024·江苏南通统考期末)磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有匀强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电，则(　　) A．仅减小负载的阻值，发电机两端的电压增大 B．仅增强磁感应强度，发电机两端的电压减小 C．仅增大两板间的距离，发电机的电动势减小 D．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的电动势增大 √ 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 3.(2024·江苏南京金陵中学校考期中)如图所示的是霍尔元件的工作原理示意图，磁场垂直于霍尔元件的工作面向上，通入图示方向的电流I，C、D两侧面间会产生电势差，下列说法正确的是(　　) A．电势差的大小仅与磁感应强度有关 B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势φC<φD C．仅增大电流I时，电势差变小 D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 √ 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 根据左手定则，电子向D侧面偏转，D表面带负电，C表面带正电，所以C表面的电势高，B错误； 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，D正确。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 4．磁流体发电机的原理如图所示。将一束等离子体连续以速度v垂直于磁场方向喷入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，可在相距为d、正对面积为S的两平行金属板间产生电压。现把上、下板和电阻R连接，上、下板等效为直流电源的两极。等离子体稳定时在两极板间均匀分布，电阻率为ρ，回路中有稳定的电流。忽略边缘效应及离子所受的重力，下列说法正确的是(　　) A．上板A为正极，下板B为负极 B．稳定时，A、B两板间电压U＝Bdv C．把电阻R更换为阻值更大的电阻，稳定时，A、B两板间电压变大，且U<Bdv D．稳定时，发电系统提供的能量全部转化为电阻R的内能(焦耳热) √ 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 解析：根据左手定则，正离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子将打在下板B上，负离子将打在上板A上，所以上板A为负极，下板B为正极，故A错误； A、B两板间的电压与电阻R无关，故C错误； 稳定时，发电系统提供的能量转化为电阻R的内能和发电机内部损耗的能量，故D错误。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 √ 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 解析：根据左手定则，正离子受到竖直向下的洛伦兹力而聚集在N一侧，负离子受到竖直向上的洛伦兹力而聚集在M一侧，则M点的电势低于N点的电势，故A、B、C错误； 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 6．流量计的测量管是如图所示的长方体，长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，测量管上、下面是金属材料，前、后面是绝缘材料。现于流量计处加垂直于前、后面向里的匀强磁场，当污水充满测量管且从左向右流过该测量管时，上、下面间的电压用U表示，流量计显示的污水流量用Q表示(Q＝vS，其中Q为单位时间内排出的污水体积，v为污水流速，S为管道横截面积)，则(　　) A．只有当污水中正离子浓度高于负离子浓度时， 上表面电势才高于下表面电势 B．污水中离子浓度越高，上、下面间的电压U越大 C．污水流速正比于测量管横截面积大小 D．测量管上、下面间的电压U大小正比于污水流量Q √ 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 解析：当污水充满测量管且从左向右流过该测量管时，根据左手定则可知，正离子向上偏转，所以上板带正电，下板带负电，上表面电势高于下表面电势，与离子浓度无关，A错误； 当流量一定时，污水流速反比于测量管横截面积大小，C错误； 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 7．(多选)(2024·北京西城区期末)一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于电源，A、B就是电源的两极，则下列说法正确的是(　　) A．用电器中的电流方向从C到D B．带负电的粒子受洛伦兹力向上 C．若只增强磁场，则发电机的电动势将增大 D．若将发电机与用电器断开，则A板积累的电荷会一直增多 √ √ 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 解析：根据左手定则可知，正离子受向上的洛伦兹力偏向A板，负离子受向下的洛伦兹力偏向B板，则形成的电流从C到D，A正确，B错误； 若将发电机与用电器断开，两板间电势差等于Bdv时达到稳定状态，此后A板积累的电荷不再增加，D错误。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 √ 8．(2024·黑龙江高二联考期末)如图甲所示，笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。如图乙所示为霍尔元件，其长、宽、高分别为a、b、c，元件中的导电粒子为自由电子，打开和合上显示屏时，霍尔元件中电流保持不变，当合上显示屏时，水平放置的霍尔元件处于竖直向下的匀强磁场中，前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是(　　) A．开、合屏时，前、后表面间的电压U与c成正比 B．开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大 C．合屏过程中，前表面的电势比后表面的高 D．若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 开屏过程中，穿过霍尔元件竖直方向的磁场减弱，则元件前、后表面间的电压变小，故B错误； 由题图乙可知，电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则可知，电子所受洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故C正确； 若磁场变强，元件前、后表面间的电压变大，闭合屏幕时仍然能熄屏，故D错误。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 9．(2024·江苏镇江统考期中)一种用磁流体发电的装置如图所示，间距为d的平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体(大量质量为m，带电荷量为e的正、负带电粒子)由静止通过电压为U的电场加速后沿垂直于B的方向喷入磁场，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，不计A、B板间等离子体的电阻，求： 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 (1)等离子体喷入磁场时的速度v； 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 (2)稳定时A、B板间的电势差UAB。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 课后达标检测 $