第1章 专题提升课3 磁偏转在现代科技中的应用-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（人教版·新教材）

专题提升课3　磁偏转在现代科技中的应用 内 容 索 引 思维进阶 重难突破 1 1 随堂演练 巩固落实 2 思维进阶 重难突破 第一部分 3 微专题一　速度选择器 1．速度选择器： 如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B互相垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入该装置中发生偏转的情况不同(本图以带正电粒子为例分析)。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。 返回导航 返回导航 典型例题共研 D　 例1　(2026·河北邢台市期末)如图所示，平行金属板a、b间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场(未画出)，某带电粒子(不计重力)以方向平行于金属板、大小为v的速度射入金属板间，粒子恰能做匀速直线运动。下列说法正确的是(　　) A．金属板间磁场方向垂直于纸面向外 B．若粒子射入金属板间的初速度不平行于金属板， 则粒子仍可能做直线运动 C．仅将金属板间的电场强度方向变为竖直向上，粒子仍能沿直线运动 D．仅将该带电粒子更换成其他带电粒子，并以相同速度射入金属板间，粒子仍能做直线运动 返回导航 [解析]　粒子做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力等大、反向，若粒子带正电，则粒子受到的电场力向下，洛伦兹力向上，由左手定则可知，金属板间的磁场方向垂直于纸面向里；若粒子带负电，则粒子受到的电场力向上，洛伦兹力向下，由左手定则可知，金属板间的磁场方向垂直于纸面向里，故A错误。 若粒子射入金属板间的初速度不平行于金属板，则粒子受到的洛伦兹力一定无法与电场力平衡，不可能做直线运动，故B错误。 仅将金属板间的电场强度方向变为竖直向上，粒子受到的洛伦兹力无法与电场力平衡，不可能做直线运动，故C错误。 仅将该带电粒子更换成其他带电粒子，并以相同速度射入金属板间，仍满足Bvq＝Eq该表达式，则粒子仍能做直线运动，故D正确。 返回导航 (1)速度选择器两极板间距离极小，粒子稍有偏转，就会打到极板上； (2)速度选择器对正、负电荷均适用； (3)速度选择器中的E、B的方向具有确定的关系，改变其中一个方向，就不能对速度做出选择； (4)速度选择器只能单向选择，若图中粒子从右侧进入，则会受到相同方向的电场力和洛伦兹力而打到板上。 返回导航 题后小结 微专题二　电磁流量计 返回导航 典型例题共研 D　 返回导航 返回导航 例3　技术人员在排污管中安装了监测装置，该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔，其宽和高分别为b和c，左、右两端开口与排污管相连，如图所示。在垂直于上、下底面加磁感应强度为B的向下的匀强磁场，在空腔前、后两个面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N，M和N之间接有电压表(图中未画出)。污水从左向右流经该装置，下列说法正确的是(　　) A．M板比N板电势高 B．污水中离子浓度越高，则电压表的示数越小 C．污水流速越快，电压表示数越大 D．只增大所加磁场的磁感应强度，对电压表的示数无影响 C　 返回导航 [解析]　根据左手定则，正离子往N板偏，负离子往M板偏，最终M板带负电，N板带正电，M板电势比N板电势低，故A错误。 返回导航 微专题三　磁流体发电机 返回导航 返回导航 典型例题共研 例4　(多选)(2024·湖北卷，T9)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(　　) A．极板MN是发电机的正极 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 AC　 返回导航 [解析]　带正电的离子受到洛伦兹力向上偏转，极板MN带正电，为发电机正极，A正确； 返回导航 C　 返回导航 返回导航 微专题四　霍尔效应 1．霍尔效应： 处在匀强磁场中的通电导体板，当电流的方向垂直于磁场时，在垂直于磁场的导体板的两端面之间会产生一个垂直于电流方向和磁场方向的电势差，这一现象称为霍尔效应，如图所示。出现的电势差称为霍尔电势差或霍尔电压。 返回导航 返回导航 例6　(2026·安徽滁州市期末)笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件，当闭合显示屏时，霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭，其工作原理如图所示，长度为a、宽度为c、厚度为d的霍尔元件通以方向向右的恒定电流I，闭合显示屏时，处在磁感应强度大小为B、方向垂直于元件上表面向下的匀强磁场中，元件的前、后表面间出现电压U，且前表面的电势比后表面高，笔记本控制系统检测到该电压，立即熄灭屏幕。下列说法正确的是(　　) A．霍尔元件中的导电粒子带正电 B．磁场越强，导电粒子的定向移动速率越大 C．磁场不变时，前、后表面间的电压U与d成反比 D．磁场不变时，前、后表面间的电压U与c成反比 典型例题共研 C　 返回导航 [解析]　若霍尔元件中的导电粒子带正电，则电流方向向右时，粒子所受洛伦兹力指向后表面，正电荷将聚集在元件后表面，致使后表面电势较高，与题意不符，由此可知霍尔元件中的导电粒子带负电，故A错误； 返回导航 B　 返回导航 [解析]　由左手定则知，电子向后表面偏转，则前表面的电势比后表面的高，故A错误； 返回导航 分析两侧面产生电势高低时应特别注意霍尔元件的材料，若霍尔元件的材料是金属，则参与定向移动形成电流的是电子，偏转的也是电子；若霍尔元件的材料是半导体，则参与定向移动形成电流的可能是正“载流子”，此时偏转的是正电荷。 返回导航 题后小结 随堂演练 巩固落实 第二部分 27 1．(电磁流量计)工业上常用电磁流量计来测量流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)，其原理如图甲所示，在圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电液体流过此区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量。测量某排污管流量的装置如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20 cm和10 cm。当流经电磁流量计处的液体速度为10 m/s时，其流量约为280 m3/h，下列说法正确的是(　　) A．甲图中，M点的电势低于N点的电势 B．通过排污管的污水流量约为140 m3/h C．排污管内污水的速度约为5 m/s D．电势差U与磁感应强度B之比约为1.0 m2/s　 D　 返回导航 解析：根据左手定则可知，正电荷进入磁场区域时会向上偏转，负电荷向下偏转，所以M点的电势一定高于N点的电势，故A错误； 某段时间内通过电磁流量计的流量约为280 m3/h，通过排污管的污水流量也约为280 m3/h，由Q＝πr2v，电磁流量计半径r＝5 cm＝0.05 m，排污管的半径R＝10 cm＝0.1 m，流经电磁流量计的液体速度v1＝10 m/s，则280 m3/h＝πr2v1＝πR2v2，可得排污管内污水的速度约为v2＝2.5 m/s，故B、C错误； 返回导航 2．(磁流体发电机)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，它的示意图如图所示，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(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)以垂直于磁场B且平行于A、B板平面的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A、B两板间距为d，装置稳定时，下列说法正确的是(　　) A．B板的电势比A板的高 B．图中通过电阻R的电流方向是向下的 C．离子只受到电场力作用 D．图中电阻R两端电压为Bvq A　 返回导航 解析：根据左手定则，正离子偏向B极板，所以B极板带正电，A极板带负电，即B板的电势比A板的高，通过电阻R的电流方向是向上的，A正确，B错误； 极板带电后，离子受到电场力和洛伦兹力，C错误； 返回导航 BC　 返回导航 解析：元件中的自由电荷带正电，根据左手定则，自由电荷向左侧面偏转，C点的电势高于D点的电势，故A错误； 若元件中自由电荷由正电荷变为负电荷，根据左手定则，可知负电荷向左侧面偏转，则C点的电势低于D点的电势，故D错误。 返回导航 $