学校物理课件五力应用二

(2)磁流体发电机目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能，如右图表示出了它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒．而从整体上来说是呈电中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向A、B两板聚集，使两板间产生电势差，若平行金属板间距为d，匀强磁场的磁感应强度为B，等离子体流速为v，气体从一侧面垂直磁场射入板间，不计气体电阻，外电路电阻为R，则两板间最大电压和可能达到的最大电流为多少？【例5】如图3－8所示为磁流体发电机示意图，其中两极板间距d＝20cm，磁场的磁感应强度B＝5T，若接入额定功率P＝100W的灯泡，灯泡正常发光，其正常发光时的电阻R＝400Ω，不计发电机内阻，求：等离子体的流速为多大？图3-8五、带电粒子在复合场中的运动1、复合场是指在某一区域重力场、电场和磁场并存，或其中的两种场并存．2、带电粒子在复合场中运动的分析方法和思路(1)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意电场力和洛伦兹力的分析．(2)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合．(3)灵活选择不同的运动规律①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,粒子受力必然平衡，由平衡条件列方程求解.②当粒子在复合场中做曲线运动时，可用动能定理或能量守恒定律列方程求解．③对于临界问题，注意挖掘隐含条件．[经典案例]

1、质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图3－5－7所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：

(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷．(2)磁感应强度的大小．【思路点拨】正确分析带电微粒的受力情况，由平衡条件列方程求解．【规律总结】

(1)当带电粒子在复合场中处于平衡状态时，根据平衡条件列式求解；(2)当带电体的速度发生变化时，洛伦兹力也会发生改变．因此带电体的受力情况往往是动态变化的．正确地分析临界情景及对应的临界条件往往是求解的关键．

【例题２】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？若要使小滑块离开斜面，则洛伦兹力F应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带负电荷．αmgFNF(1)小滑块在沿斜面下滑的过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F作用，如图所示【例题2】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？(2)小滑块沿斜面下滑的过程中，垂直于斜面的加速度为零，由平衡条件得F＋FN＝mgcosα，当支持力FN＝0时，小滑块脱离斜面．设此时小滑块速度为vmax，则此时小滑块所受洛伦兹力F＝Bqvmax，αmgFNF【例题2】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？

(3)设该斜面长度至少为l，则小滑块离开斜面的临界情况为小滑块刚滑到斜面底端时．因为下滑过程中只有重力做功，αmgFNF

练习1、质量m=0.1×10-3kg的小物块，带有电量为q=5×10-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角α=30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.4。设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5T，方向如图，若斜面足够长，问：（1）物块沿斜面下滑时，能达到的最大速率为多少？（2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生什么情况？例3．如图7所示，带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动．匀强磁场的方向垂直纸面向里．摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则(

)A．F1＞F2，a1＝a2

B．F1＜F2，a1＝a2C．F1＞F2，a1＞a2

D．F1＜F2，a1＜a2以小球为研究对象由A→C过程中在C点受力情况mgF1f洛F1＋f洛－mg＝ma1由B→C过程中在C点受力情况mgF2f洛F2－f洛’－mg＝ma2Bvv运动电荷在磁场中受到的力

练习2、摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q，质量为m，磁感应强度为B，当小球从最高处摆到最低处，摆线上拉力T多大？解析：

摆球在运动中洛伦兹力不做功，由动能定理得：

摆球在最低点时的速度方向不同，洛伦兹力方向不同，绳受到的拉力大小不同当摆球向右摆时，2。当摆球向左摆时，练习3．(带电物体在匀强磁场中的运动)光滑绝缘