第1章 综合·融通(二) 洛伦兹力与现代科技（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版 江苏专用）

洛伦兹力与现代科技 (融会课——主题串知综合应用) 综合•融通(二) 通过本节课的学习掌握速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件的工作原理；学会在一些科技元件中应用工作原理解决实际问题的方法。 主题(一)　速度选择器 主题(二)　磁流体发电机 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 03 主题(三)　电磁流量计 05 04 主题(四)　霍尔元件 主题(一)　速度选择器 1.装置及要求 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。 2.工作原理：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)速度的大小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]　 (2025·常州高二检测)一对平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一带正电粒子以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，不考虑粒子重力的影响。则以下说法正确的是 (　　) A.仅改变粒子的速度，粒子仍能够做匀速直线运动 B.仅改变粒子的比荷，粒子仍能够做匀速直线运动 C.仅改变电场的方向，粒子仍能够做匀速直线运动 D.其他条件不变，改为自A点沿中轴线射入，粒子仍能做匀速直线运动 [解析]　一带正电粒子以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，由平衡条件可得qE=qv0B，解得v0=。若仅改变粒子的速度，则电场力不等于洛伦兹力，粒子将会偏转做曲线运动， √ 不能够做匀速直线运动，A错误；仅改变粒子的比荷，由于不考虑粒子重力的影响，因此粒子仍能够做匀速直线运动，B正确；仅改变电场的方向，可知粒子受到的电场力方向改变，则电场力与洛伦兹力就不能平衡，粒子会产生偏转，就不能够做匀速直线运动，C错误；其他条件不变，改为自A点沿中轴线射入，可知粒子受到的电场力不变，粒子受到的洛伦兹力方向改变，因此电场力与洛伦兹力就不能平衡，粒子不能做匀速直线运动，D错误。 1.(2025·江苏启东检测)速度选择器是质谱仪的重要组成部分，工作时电场和磁场联合作用，从各种速率的带电粒子中选择出具有一定速率的粒子。下列结构能成为速度选择器的是 (　　) √ 针对训练 解析： A选项图中从入口射入的带正电粒子受向上的电场力和向上的洛伦兹力，粒子向上偏转，则该结构不能成为速度选择器，故A错误；B选项图中从入口射入的带正电粒子受向下的电场力和向上的洛伦兹力，当二力大小相等时粒子沿直线从出口射出，则该结构能成为速度选择器，故B正确；C选项图中从入口射入的带正电粒子受向下的电场力和向下的洛伦兹力，粒子向下偏转，则该结构不能成为速度选择器，故C错误；D选项图中从入口射入的带正电粒子受向下的电场力和向下的洛伦兹力，粒子向下偏转，则该结构不能成为速度选择器，故D错误。 主题(二)　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(不计重力)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，当粒子匀速直线通过时，根据洛伦兹力等于静电力，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，负离子向N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]　 (2025·苏州高二月考)如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P、Q相连。质量为m、 电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止。 重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等 离子体中的离子重力。下列说法正确的是 (　　) A.P板的电势比Q板的电势高 B.导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上 C.等离子体的速度大小v= D.金属棒所受安培力大小等于mgRtan θ √ [解析]　根据左手定则可知，P板聚集了等离子体中的负离子，Q板聚集了等离子体中的正离子，所以Q板为正极，P板的电势比Q板的电势低，所以通过金属棒ab的电流方向为a→b，由题意可知金属棒ab所受安培力方向一定为沿导轨平面向上，根据左手定则可知，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，故A、B错误；当P、Q之间电压稳定时，等离子体所受电场力与洛伦兹力大小相等，即q=qvB1，流过金属棒的电流为I=，对金属棒ab根据平衡条件有mgsin θ=F安，其中F安=B2IL，联立解得v=，F安=mgsin θ，故C正确，D错误。 2. (2025·江苏宜兴检测)如图所示是磁流体发电机示意图。平行金属板a、b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量的等量正、负离子)垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压。如果把a、b板与用电器相连接，a、b板就是等效直流电源的两个电极。若磁场的磁感应强度为B，每个离子的电荷量大小为q、速度为v，a、b两板间距为d，两板间等离子体的等效电阻为r，用电器电阻为R。稳定时，下列判断正确的是 (　　) 针对训练 A.b板是电源的负极 B.电源的电动势为Bvq C.用电器中电流为 D.用电器两端的电压为Bvd √ 解析：由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向下偏转，负离子受洛伦兹力向上偏转，b板是电源的正极，A错误；稳定时，由平衡条件得qvB=q，电源电动势为E=U=Bdv，电流为I==，用电器两端的电压UR=IR=Bvd，故B、C错误，D正确。 主题(三)　电磁流量计 1.工作原理 如图所示，圆柱形管道直径为d，由非磁 性材料制成，导电液体在管中向左流动，导 电液体中的自由电荷(正、负离子，不计重力) 在洛伦兹力的作用下纵向偏转，a、b间出现电势差，形成电场。当自由电荷所受的静电力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即qvB=qE=q，所以v=，因此液体流量Q=Sv=·=。 2.电势高低的判断：根据左手定则可得φa<φb。 [例3]　(2025·高邮阶段练习)电磁流量计是用来测管内电介质流量的感应式仪表，单位时间内流过管道横截面的液体体积为流量。如图为电磁流量计示意图和匀强磁场方向，磁感应强度大小为B。当管中的导电液体流过时，测得管壁上M、N两点间的电压为U，已知管道直径为d，则 (　　) A.管壁上N点的电势低于M点的电势 B.管中导电液体的流速为 C.管中导电液体的流量为 D.管中导电液体的流量为 √ [解析]　根据左手定则可知，液体中的正电荷受洛伦兹力向下偏转，负电荷受洛伦兹力向上偏转，所以N点的电势高于M点的电势，故A错误；稳定时电荷受力平衡，根据平衡条件得qvB=，解得v=，故B错误；管中导电液体的流量为Q=vS=·=，故C错误，D正确。 3.(2025·泰州阶段练习) 电磁流量计如图甲所示，它是利用磁场对电荷的作用测出流过容器液体的流量，其原理可以简化为如图乙所示模型，液体内含有大量正、负离子，从容器左侧流入、右侧流出。在竖直向下的匀强磁场作用下，下列说法正确的是 (　　) 针对训练 A.带正电的离子受到向前的洛伦兹力 B.带负电的离子与带正电的离子受力方向相同 C.上、下两侧面有电势差 D.前、后两侧面有电势差 √ 解析：根据左手定则可知，带正电的离子受到向后的洛伦兹力，带负电的离子受到向前的洛伦兹力，从而积聚在前后两个侧面，形成电势差。故选D。 4.(2025·北京高考)电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的M、N两点连线为直径，且垂直于磁场方向，M、N两点的电势差为U0。下列说法错误的是 (　　) A.N点电势比M点高 B.U0正比于流量Q C.在流量Q一定时，管道半径越小，U0越小 D.若直径MN与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 √ 解析：根据左手定则可知正离子向下偏，负离子向上偏，故N点电势比M点高，故A正确；设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有q=Bqv，同时有Q=Sv=πr2v，联立解得U0=，故U0正比于流量Q，流量Q一定时，管道半径越小，U0越大，故B正确，C错误；若直径MN与磁场方向不垂直，则U0=，B⊥为B垂直于MN方向的分量，B⊥<B，即此时测量后计算时代入的磁感应强度偏大，故测得的流量Q偏小，故D正确。本题选错误的，故选C。 主题(四)　霍尔元件 如图所示，高度为h、厚度为d的导体板放在垂直于它且磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A'之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。 稳定后，电势差U与磁感应强度B及载流子定向移动速度v的关系为qvB=q，得U=Bvh。 特别提醒：(1)注意高度和厚度的区分，表示电场强度大小与电势差的关系时，利用E=，不要错用E=。 (2)霍尔元件中的载流子可能是正电荷，也可能是负电荷，载流子电性不同，则元件中的电势高低也不同。 [例4]　(2025·北京怀柔阶段练习)把用金属导体制成的霍尔元件接入如图电路中，把电压表接在霍尔元件a、b极上，调节滑动变阻器使输入电流为I(导体中可自由移动的是电子)，又从左向右加垂直于板面的磁感应强度为B的匀强磁场，当电场力等于洛伦兹力时，电压表测出的霍尔电压为UH。下列判断正确的是 (　　) A.a极的电势高于b极的电势 B.只增大B的大小，则UH也增大 C.只改变I的大小，则UH跟I的平方成正比 D.改变B、I的方向，电压表指针会偏向另一边 √ [解析]　根据左手定则可知，电子受到洛伦兹力指向a极，则电子向a极偏转，故a极的电势低于b极的电势，故A错误；当电子所受洛伦兹力与电场力平衡时，有evB=eE=e，可得UH=Bdv，由电流的微观表达式得I=neSv，联立解得UH=Bd，所以若只增大B的大小，则UH也增大；若只改变I的大小，则UH跟I成正比，故B正确，C错误；改变B、I的方向，根据左手定则可知，a极的电势仍低于b极的电势，电压表指针不会偏向另一边，故D错误。 5.如图所示，宽度为h、厚度为d的霍尔元件放在与它垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前、后两个侧面之间会产生电压，这样就实现 了将电流输入转化为电压输出。为提高输出的 电压，可采取的措施是 (　　) A.增大d　 B.减小d　 C.增大h　 D.减小h 针对训练 √ 解析：当载流子受力稳定后，受到的静电力和洛伦兹力平衡，故eE=evB，因为E=，故U=Bhv，电流I=neSv=nehdv，联立可得U=，故要使U变大，需要减小d，与h无关，故B正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1. (2025·连云港高二检测)速度选择器是质谱仪的重要组成部分，在电场和磁场的联合作用下，从各种速率的带电粒子中选择出具有一定速率的粒子。已知所加的电压为U，磁感应强度为B，板间距为d，板的长度为L。下列说法正确的是 (　　) A.两板间的匀强电场的场强E= B.筛选出的运动粒子的速率v= C.只能筛选特定速率的正粒子，不能筛选特定速率的负粒子 D.筛选出的粒子沿PQ做匀加速直线运动 √ 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 解析：两板间的匀强电场的场强E=，故A错误；筛选出的运动粒子受力平衡，有qvB=Eq，则筛选出的运动粒子的速率v=，故B正确；不管是正粒子还是负粒子，只要满足特定速率，粒子受到的电场力就与受到的洛伦兹力二力平衡，粒子沿PQ做匀速直线运动，故C、D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 2.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时，磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时，磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图乙所示，一块矩形半导体霍尔元件平放在水平面上，霍尔元件内的载流子是自由电子，通入方向水平向右的恒定电流时，电子的定向移动速度为某一数值。当显示屏闭合时，霍尔元件处在垂直于上表面、方向竖直向下的匀强磁场中，于是霍尔元件的某两个表面间出现一定的电压，以此控制屏幕的熄灭。则在此情况下，下列说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A.霍尔元件前表面的电势比后表面的低 B.霍尔元件前表面的电势比后表面的高 C.霍尔元件上表面的电势比下表面的低 D.霍尔元件上表面的电势比下表面的高 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：由题意，自由电子的定向移动方向向左，根据左手定则可知，电子所受洛伦兹力方向指向后表面，则霍尔元件前表面的电势比后表面的高。故选B。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 3.磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A.极板MN是发电机的负极 B.仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小 C.仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大 D.仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：带正电的粒子受到向上的洛伦兹力向上偏转，极板MN带正电，为发电机正极，A错误；粒子受到的洛伦兹力和电场力平衡时，设极板间距为d，极板间的电压为U，则qvB=q，可得U=Bdv，因此增大极板间距、增大等离子体的喷入速率，极板间的电压U变大，其大小和等离子体的正、负带电粒子数密度无关，B、D错误，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 4.(2025年1月·八省联考陕晋宁青卷)人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管内径为d，血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行且垂直纸面向里的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B，当血液的流量(单位时间内流过管道横截面的液体体积)一定时 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A.血管上侧电势低，血管下侧电势高 B.若血管内径变小，则血液流速变小 C.血管上下侧电势差与血液流速无关 D.血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：根据左手定则可知正离子向血管上侧偏转，负离子向血管下侧偏转，则血管上侧电势高，血管下侧电势低，故A错误；血液的流量一定时，若血管内径变小，则血管的横截面积变小，根据Q=Sv可知血液流速变大，故B错误；稳定时，离子所受洛伦兹力等于电场力，根据qvB=，可得U=dvB，又v=，联立可得U=，可知血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小，故D正确；由以上分析可知，血管上下侧电势差与血液流速有关，故C错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 5.(2025·甘肃酒泉期末) 如图所示，矩形薄片霍尔元件处于与薄片垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。当元件通有大小为I、方向如图所示的电流时，在M、N间出现霍尔电压UH。已知薄片内的载流子是电荷量为e的自由电子，薄片的厚度为d，M、N间距离为L1，P、Q间距离为L2，则下列说法正确的是 (　　) A.自由电子定向移动方向为P→Q B.M表面电势高于N表面电势 C.自由电子定向移动的速度大小为　 D.元件单位体积内自由电子数为 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：自由电子定向移动方向与电流方向相反，应为Q→P，故A错误；由左手定则知，电子向M表面偏转，M表面电势低于N表面电势，故B错误；稳定时，洛伦兹力与电场力平衡，有evB=e，解得v=，故C正确；根据电流微观表达式I=nevS=nevdL1，联立解得n=，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 6. (2025·新沂阶段练习)磁流体发电机的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在面积为S、间距为d的两平行金属板a、b间产生电动势。将其上下极板与阻值为R的定值电阻和电容为C的平行板电容器相连，间距为L的电容器极板间有一带电微粒处于 静止状态，不计其他电阻，重力加速度大小 为g。下列说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A.a极板比b极板电势高 B.磁流体发电机的电动势为BLv C.电容器所带电荷量为CBLv D.微粒的比荷为 √ 解析：将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场时，由左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，所以正离子会聚集到下极板，负离子受到的洛伦兹力向上， 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 所以负离子会聚集到上极板，故a极板比b极板电势低，故A错误；根据qvB=q，可得磁流体发电机的电动势为E电=Bdv，故B错误；电容器两端的电势差等于电源电动势，根据C==，联立可得电容器所带电荷量为Q=CBdv，故C错误；由于带电微粒处于静止状态，由平衡条件可得mg=q，联立可得微粒的比荷=，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 7.如图所示，平行金属板间分布着竖直向下、电场强度E=4× 103 V/m的匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场，直线PQ与两金属板平行且等间距。从左侧的P点沿直线PQ射入大量不同速率的带正电粒子，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则有 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A.速率v=9×103 m/s的粒子，向直线PQ上方偏离，速率将逐渐减小 B.速率v=2×104 m/s的粒子，向直线PQ下方偏离，速率将逐渐增大 C.速率v=1×104 m/s的粒子，由于电荷量q未知，不能确定粒子的运动轨迹 D.若粒子带负电，速率为v=1×104 m/s，将沿直线PQ做匀速运动 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：速率v=9×103 m/s的带正电粒子，受到的电场力竖直向下，由左手定则可知受到的洛伦兹力竖直向上，洛伦兹力大小为F洛=Bqv，电场力大小为F电=Eq，得F洛<F电，则该粒子向直线PQ下方偏离，电场力做正功，速率将逐渐增大，故A错误；当速率v=2×104 m/s的粒子从左侧的P点沿直线PQ射入时，受到的洛伦兹力与电场力之比为=2，则该粒子向直线PQ上方偏离，电场力做负功，速率将逐渐减小，故B错误； 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 速率v=1×104 m/s的粒子从左侧的P点沿直线PQ射入时，受到的洛伦兹力与电场力之比为=1，粒子受到的合力为零，则该粒子沿直线PQ做匀速运动，故C错误；若粒子带负电，速率为v=1×104 m/s，从左侧的P点沿直线PQ射入时，受到的电场力竖直向上，由左手定则可知受到的洛伦兹力竖直向下，受到的洛伦兹力与电场力之比为=1，则粒子受到的合力为零，则该粒子沿直线PQ做匀速运动，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 8. (2025·海安阶段练习)某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场中，其测量管由绝缘材料制成，长为L、直径为D，左右两端开口，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极。当污水(含有大量的正、负离子)充满管口从左向右流经该测量管时，稳定后a、c 两端的电压为U，显示仪器显示污水流量为 Q(单位时间内排出的污水体积)，下列说法 正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 A.匀强磁场的磁感应强度大小为 B.a侧电势比c侧电势低 C.污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D.污水流量Q与U成正比，与L、D无关 √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：流量Q=Sv=πv，达到平衡时，电场力等于洛伦兹力，电势差稳定，即qvB=qE，E=，解得U=BDv，U的大小与离子浓度无关，所以流量Q=，解得B=，故A正确，C、D错误；磁场方向竖直向下，由左手定则可知，污水中的正离子聚集到a端，负离子聚集到c端，a侧电势比c侧电势高，B错误。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 9. (2025·南通高二检测)如图所示的磁流体发电机由彼此正对的两水平且彼此平行的金属板M、N构成，M、N间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B1，两金属板与两平行且在水平面内放置的金属导轨相连，金属板M、N及两平行金属导轨间的距离均为d，平行金属导轨间存在磁感应强度大小为B2的匀强磁场，磁场的方向与竖直方向成θ角斜向左上方，在两平行金属导轨上放有一长为d的直导体棒PQ，直导体棒PQ与两平行金属导轨垂直，其电阻为R，其余电阻不计。在两平行金属板M、N间垂直于磁场方向喷入一束速度大小为v0的等离子体(不计重力)，PQ仍静止在导轨上，已知导体棒的质量 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 为m，它与金属导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是 (　　) A.通过导体棒的电流方向为 P→Q B.导体棒受到的安培力大小为 C.导体棒受到金属导轨的摩擦力大小为μ D.金属导轨对导体棒的支持力大小为mg- √ 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 解析：根据左手定则，正离子受到向下的洛伦兹力打在N板，负离子受到向上的洛伦兹力打在M板，所以N板为正极，M板为负极，通过导体棒的电流方向为Q→P，A错误；设M、 N板间的电压为U，有q=B1v0q，可得U=B1v0d，通过导体棒的电流为I==，导体棒受到的安培力大小为F=B2Id=，方向垂直于B2方向斜向上，B错误； 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 对导体棒受力分析如图所示，导体棒受到金属导轨的摩擦力大小为f=Fcos θ=cos θ，金属导轨对导体棒的支持力大小为FN=mg-Fsin θ=mg-sin θ，C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 10.(12分)为了监测某工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置的外形为一长方体，由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，垂直于其上下表面加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，电阻率为ρ的污水从左向右匀速 流经该装置时，接在两电极间的理想电压表 显示两个电极间的电压为U，求： 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (1)该装置内电场场强的大小和方向；(4分) 答案：　由后侧面指向前侧面　 解析：根据匀强电场场强公式得E=，根据左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后侧面偏转，负离子受洛伦兹力向前侧面偏转，故后侧面带正电，前侧面带负电，故后侧面电势比前侧面高，故场强的方向为由后侧面指向前侧面。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (2)污水的流量Q(单位时间内排出的污水体积)；(4分) 答案： 解析：最终正、负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有Eq=qvB，又Q=vS=vbc， 联立解得Q=。 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 (3)若从两个电极引出两条导线，导线间接一阻值为R的电阻时理想电压表的示数。(4分) 答案：U 解析：根据电阻定律有r=ρ， 根据串联电路的特点有=， 联立解得U1=U。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $